MAKALAH PROSES AERASI DAN DEAERASI (Utilitas dan Penggerak Mula) Dosen Pengampu : Dr. Dewi Agustina Iriyani, S.T., M.Sc.
Nama Kelompok 9 : 1. Annisa Ul Akhyar 2. Irvan Eko Saputra 3. Naftalia 3. Naftalia Ariska Br Bangun 4. Syafira Eka Gestya 5. Teni Opina Paradhita
(1415041005) (1415041025) (1415041039) (1415041059) (1415041061)
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2017
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pencemaran air merupakan masalah yang dihadapi dunia dewasa ini, terutama di negara industri. Indonesia yang sedang mempersiapkan diri sebagai suatu negara industri juga tidak luput dari pencemaran ini, terutama disebabkan oleh buangan buangan industri yang tidak memenuhi standar buangan industri yang diizinkan pemerintah. Ketidak bertanggung jawaban mereka membuat air menjadi kotor, seperti membuang sampah ke tepian sungai sehingga aliran sungai menjadi mampat dan akhirnya timbul banjir jika hujan turun, membuang limbah pabrik ke sungai yang mengkibatkan air itu menjadi tercemar oleh bahan-bahan berbahaya, dan lain sebagainya. Oleh karena itu, diperlukan metode-metode pengolahan air yang tepat untuk menangani air telah tercemar hingga layak digunakan untuk aktivitas sehari-hari. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan diatas, maka permasalahan yang dihadapi adalah:
1.Apa itu proses aerasi dan deaerasi? 2.Bagaimana prinsip kerja dalam proses aerasi dan deaerasi? 3.Apa sajakah jenis – jenis aerator dan deaerator? 1.3 Tujuan Tujuan dari makalah Utilitas dan Penggerak Mula adalah :
1. Untuk mengetahui perbedaan antara proses aerasi dan deaerasi 2. Untuk mengetahui prinsip kerja dalam proses aerasi dan deaerasi 3. Untuk mengetahui jenis- jenis deaerator
BAB II ISI 2.1. Aerasi
Aerasi adalah pemambahan oksigen ke dalam air sehingga oksigen terlarut di dalam air semakin tinggi. Pada prinsipnya aersi itu mencampurkan air dengan udara atau bahan lain sehingga air yang beroksigen rendah kontak dengan oksigen atau udara. Aerasi termasuk pengolahan secara fisika, karena lebih mengutamakan unsur mekanisasi dari pada unsur biologi. Aerasi merupakan proses pengolahan dimana air dibuat mengalami kontak erat dengan udara dengan tujuan meningkatkan kandungan oksigen dalam air tersebut. Dengan meningkatnya oksigen zat-zat mudah menguap seperti hiddrogen sulfide dan metana yang mempengaruhi rasa dan bau dapat dihilangkan. Kandungan karbondioksida dalam air akan b erkurang. Mineral yang larut seprti besi dan mangan akan teroksidasi mementuk endapan yang dapat dihilangkan dengan sedimentasi dan filtrasi. Proses aerasi merupakan peristiwa terlarutnya oksigen di dalam air. Efektifitas dari aerasi tergantung dari seberapa luas dari permukaan air yang bersinggungan langsung dengan udara. Fungsi utama aerasi adalah melarutkan oksigen ke dalam air untuk meningkatkan kadar oksigen terlarut dalam air dan melepaskan kand unngan gasgas yang terlarut dalam air, serta membantu pengadukan air. A erasi dapat dipergunakan untuk menghilangkan kandungan gas terlarut, oksidasi besi dan mangan dalam air, mereduksi ammonia dalam air melalui proses nitrifikasi. Proses aerasi sangat penting terutama pada pengolahan limbah yang proses pengolahan biologinya memanfaatkan bakteri aerob. Bakteri aerob adalah kelompok bakteri yang mutlak memerlukan oksigen bebas untuk proses metabolismenya. Dengan tersedianya oksigen yang mencukupi selama proses biologi, maka bakteri-bakteri tersebut dapat bekerja dengan optimal. Hal ini akan bermanfaat dalam penurunan konsentrasi zat organik di dalam air limbah. Selain diperlukan untuk proses metabolisme bakteri aerob, kehadiran oksigen juga bermanfaat untuk proses oksidasi senyawa-senyawa kimia di dalam air limbah serta untuk menghilangkan bau. Aerasi dapat dilakukan secara alami, difusi, maupun mekanik. Aerasi alami merupakan kontak antara air dan udara yang terjadi karena pergerakan air secara alami. Beberapa metode yang cukup populer digunakan untuk meningkatkan aerasi alami antara lain menggunakan cascade aerator , waterfalls, maupun cone tray aerator .
Pada aerasi secara difusi, sejumlah udara dialirkan ke dalam air limbah melalui diffuser. Udara yang masuk ke dalam air limbah nantinya akan berbentuk gelembung-gelembung (bubbles). Gelembung yang terbentuk dapat berupa gelembung halus ( fine bubbles) atau kasar (coarse bubbles). Hal ini tergantung dari jenis diffuser yang digu.nakan. Aerasi secara mekanik atau dikenal juga den gan istilah mechanical agitation menggunakan proses pengadukan dengan suatu alat sehingga memungkinkan terjadinya kontak antara air dengan udara.
2.2 Tujuan Aerasi
Aerasi adalah proses mekanis pencampuran air dengan udara. Tujuan aerasi adalah sebagai berikut : 1.
Membantu dalam pemisahan logam-logam yang tak diinginkan seperti Fe dan Mn. Besi lebih sering ditemukan dari pada mangan. Besi yang terdapat dalam air biasanya berbentuk ferobikarbonat atau ferosulfat. Oksigen dikontakkan dengan air, akan merubah senyawa-ferro tersebut menjadi ferioksida yang tidak larut dalam air sehingga dapat dipisahkan dengan menggunakan filter. Mis : 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3
2.
Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air terutama yang bersifat korosif. Contoh gas seperti ini adalah CO2 yang dapat menurunkan pH air sehingga membantu proses korosi pada logam.
3.
Menghilangkan bau, rasa dan warna yang disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme. Penurunan kualitas air ini disebabkan oleh bahan organik yang mengalami dekomposisi, sisa sekresi atau merupakan bahan-bahan hasil metabolisme mikroba.
Proses penghilangan akan makin baik dengan : ➢
Menaikkan temperature
➢
Lamanya waktu kontak
➢
Makin luasnya permukaan kontak antara air dengan udara
➢
Banyaknya volume gas yang kontak dengan air
2.3 Jenis-Jenis Aerasi
Aerator adalah alat atau mesin penghasil gelembung udara yang gunanya adalah menggerakkan air di dalam kolam atau aquarium agar airnya kaya akan oxygen. Berdasarkan mekanisasi dari aerasi, aerator dapat dibagi jenisnya sebagai berikut :
a. Spray Aerator
Gambar 1. Spray aerator
b. Waterfall atau miltiple Tray Aerators.
Gambar 2. Waterfall atau miltiple Tray Aerators.
c. Cascade Aerators.
Gambar 3. Cascade Aerators.
d. Difussed Air Aerators.
Gambar.4 Difussed Air Aerators.
e. Mechanical Aerators.
Gambar 5. Mechanical Aerators.
3.1 Deaerasi
Deaerasi adalah perlakuan terhadap air untuk menghilangkan gas-gas yang larut dalam air. Adapun gas-gas yang larut dalam air adalah : a. Oksigen ( O2 ) b. Karbondioksida ( CO2 ) c. Hidrogen ( H2S ) Pengaruh gas CO2 dalam air dapat menyebabkan air bersifat asam. Bila gas ini terkandung dalam air, maka air menjadi korosif terhadap pipa yang akan membentuk besi karbonat yang larut. Didalam air yang terkandung 2-50 ppm CO2, air yang bersifat korosif. Gas yang mempercepat korosi adalah oksigen, korosif yang terjadi mengakibatkan lubang-lubang. Untuk menghilangkan gas-gas terlarut seperti oksigen, dapat digunakan dengan cara mekanis dan kimiawi. Metode deaerasi ini dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu : 1.
Metode deaerasi dengan sisitem pemanasan Proses deaerasi pemanasan adalah proses pemisahan yang dilakukan dengan menggunakan peralatan mekanik yang telah dirancang sedemikian rupa yang digunakan untuk proses kerja sesuai dengan yang diinginkan. Prinsip dasar dari deaerasi dengan sisitem pemanasan adalah apabila temperature dinaikkan pada air maka kelarutan dari gas-gas akan berkurang atau turun. Jadi syarat-syarat terjadinya deaerasi secara maksimal itu sangat tergantung pada temperature. Jika temperature tidak sesuai dengan yang seharusnya, maka deaerasi tersebut tidak berjalan baik.
2.
Metode deaerasi dengan system penambahan zat kimia (perlakuan kimia) Deaerasi dengan system penambahan zat kimia adalah dengan cara memasukkan larutan kimia kedalam air.
3.1.1
Pengenalan Deaerator
Deaerator adalah alat yang bekerja untuk membuang gas-gas yang terkandung dalam air ketel, sesudah melalui proses pemurnian air ( water treatment ). Selain itu deaerator juga berfungsi sebagai pemanas awal air pengisian ketel sebelum dimasukkan kedalam boiler. Deaerator bekerja berdasarkan sifat dari oksigen yang kelarutannya pada air akan berkurang dengan adanya kenaikan suhu. Pengenalan deaerator dapat dilihat pada gambar 6. berikut.
Gambar 6. Deaerator
Alat deaerator ini terdiri dari dua drum dimana drum yang lebih kecil merupakan tempat pemanasan pendahuluan dan pembuangan gas-gas dari bahan air ketel, sedangkan drum yang lebih besar adalah merupakan tempat penampungan bahan air ketel yang jatuh dari drum yang lebih kecil di atasnya. Pada drum yang lebih kecil terdapat spray nozzle yang berfungsi untuk menyemprot bahan air ketel menjadi butiran-butiran air halus adar proses pemanasan dan pembuangan gas-gas dari bahan air ketel lebih sempurna. Juga pada drum yang lebih kecil disediakan satu saluran vent agar gas-gas dapat terbuang ( bersama steam ) ke atmosfer. Unsur utama dalam menentukan keberhasilan dari proses ini adalah kontak fisik antara bahan air ketel dengan panas yang diberikan oleh uap. Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada proses deaerator adalah : a. Jumlah aliran air kondensat. b. Jumlah aliran bahan air ketel. c. Tekanan dalam deaerator. d. Level air dalam deaerator. Jika deaerator tidak dapat bekerja dengan baik dapat berpengaruh buruk terhadap system air umpan, system kondensat dan juga menaikkan pemakaian bahan kimia yang lebih tinggi. Untuk mencapai efisiensi deaerator yang baik ada beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu : 1. Pertahankan suhu dan tekanan yang setinggi mungkin sesuai dengan rancangannya. 2. Pastikan steam / uap keluar / venting dari deaerator bahwa oksigen dan gas-gas yang tidak terkondensasi ikut keluar. 3. Lakukan inspeksi bagian dalam deaerator untuk memastikan semua komponen tidak mengalami kerusakan.
3.1.2
Bagian-Bagian Utama Deaerator
Untuk menunjang operasi dari deaerator, maka pada dearator tersebut perlu diperlengkapi dengan: a. Vent Condensor Condensor ini berfungsi untuk mengkondensasi gas-gas serta mengumpulkan gas-gas tersebut sebelum di keluarkan ke atmosfir. Bagian dari vent kondensor terbuat dari bahan stainles steel. Gas-gas yang sudah terpisahkan dari air akan keluar ke atmosfir melalui jalur vent. Katup di dalam jalur ini harus dibuka sedikit sehingga pengeluaran gas dapat dilakukan secara kontinyu. Tanda-tanda pengeluaran gas tersebut dapat dilihat dengan keluarnya asap dari jalur vent. b. Tray (sekat-sekat) Tray yang terdapat pada deaerator berfungsi sebagai media pemanas, tempat saringan, dan juga tempat memperluas ruangan untuk kondensasi uap.
c. Liquid Level Gauge (gelas penduga) Gelas penduga digunakan untuk mengetahui tinggi rendahnya permukaan air yang ada di dalam tangki deaerator. Prinsip kerja alat ini adalah dengan bejana berhubungan. Garis tengah kira-kira 20 mm dan panjangnya 300 mm. Kedua gagang dan peralatan terbuat dari tembaga serta dilengkapi dengan katup (pada kedua ujungnya). Gelas penduga ini juga dilengkapi dengan kran dan bola pemeriksa. d. Termometer Termometer ditempatkan pada storage tank dari deaerator. Temperatur pada storage tank tersebut akan bersesuaian dengan tekanan operasi dari uap. Jika dibutuhkan termometer juga dapat ditambahkan pada jalur pemasukan uap. Di dalam keadaan ini, pada kedua termometer ini akan terbaca temperatur dengan perbandingan yang tetap. e. Preassure gauge Pembacaan pada preasure gauge ini menunjukan besar tekanan uap di dalam unit. Preassure gauge ini ditempatkan pada jalur pemasukan uap yang dilengkapi dengan kran. Pemasangan preassure gauge pada jalur pemasukan air bertujuan untuk mengetahui perbedaan tekanan antara tekanan air masuk dengan tekanan operasi uap. f. Transmitter elektro Transmitter elektro fungsinya sama dengan termometer untuk mengukur suhu. Tetapi perbedaanya pada peralatan ini terdapat pada cara pembacaanya, dimana termometer dapat dilihat pada lapangan secara langsung sedangkan pada transmitter yang dilengkapi sebuah logam dijalankan secara elektrik, han ya dapat dibaca pada ruangan panel/control room. g. Control Valve Control valve ini disebut juga kran atau katup control. Dimana alat ini banyak dipakai dalam pipa-pipa yang dilalui air. Control valve ini dapat digolongkan atas dua jenis yaitu analog dan digital. Besar bukaan c ontrol valve analog dapat diatur pada kedudukan yang diinginkan (0-100%). Sementara control valve digital hanya mempunyai dua keadaan yaitu membuka dan menutup. Di dalam control valve terdapat sekat yang dapat digerak-gerakan. Sekat ini berfungsi sebagai pengatur aliran air yang melalui control valve bentuk sekat ini ada beberapa macam tergantung jenis control valvenya. Tetapi yang umum digunakan adalah yang memakai udara bertekanan tinggi yang menggunakan motor.
Gambar 7. Bagian-bagian pada deaerator 3.1.3. Jenis-Jenis Deaerator
Adapun jenis-jenis deaerator yang sering dijumpai adalah : Deaerator type Spray Deaerator ini dipergunakan apabila air umpan perlu dipanaskan terlebih dahulu dengan menggunakan uap sebagai pemanas. Uap yang masuk ke dalam deaerator, memecah aliran air menjadi serpihan-serpihan kecil yang mengakibatkan gas-gas yang larut didalam air dipaksa keluar sehingga konsentrasi oksigen dalam air turun. •
Mekanisme proses deaerasi pada deaerator spray dapat diterangkan secara garis besar yaitu sebagai berikut. Apabila uap masuk ke dalam deaerator maka kontak antara uap dengan air yang masuk akan terjadi di zona deaerasi pertama. Uap tersebut akan memecah air dan sekaligus menghilangkan oksigen yang terkandung di dalam air dan uap yang masuk ke dalam zona deaerasi kedua akan menghilangkan sisa-sisa oksigen.
Gambar 8. Deaerator type Spray
Deaerator Vakum Mekanisme kerja deaerator vakum dapat dijelaskan karena gas-gas yang terlarut dalam air dihilangkan dengan menggunakan ejaktor uap atau dengan pompa vakum, untuk memperoleh vakum yang diperlukan. Besarnya vakum tergantung pada suhu air, akan tetapi biasanya 730 mm Hg. Sistem deaerasi dengan menggunakan deaerator vakum dapat dikatakan tidak seefesien deaerator uap, dan konsentrasi oksigen dalam air hanya dapat diturunkan sampai kira-kira 0,2 ppm dan karbon dioksida berkisar antara 2-10 ppm. Tergantung konsentrasi sebelum deaerasi.
Gambar 9. Deaerator Vakum
Deaerator type Tray Pada deaerator tipe tray seperti yang terlihat pada gambar II.5 dibawah, memaksimalkan sekat-sekat ( Tray ) sebagai media untuk memperbesar ruang jatuh dari pada air sehingga molekul-molekul air akan saling terpisah satu dengan yang lainnya, jadi tray pada deaerator jenis ini adalah untuk memaksa molekul air untuk menyebar sehingga mempermudah pelepasan udara.
Gambar 10. Deaerator type Tray
Pada PKS Pagar Merbau deaerator yang dipergunakan adalah jenis deaerator asembly, yaitu deaerator kombinasi antara type tray dan type spray.
Adapun mekanisme kerja dari deaerator assembly ini adalah sebagai berikut : 1. Air dimasukan dari atas deaerator yang berasal dari tangki penyimpanan (feed tank) dengan menggunakan pompa. Temperatur air umpan yang masuk kedalam deaerator adalah 30-50 oC. Air yang masuk ke deaerator di spray (semprot) menjadi butiran-butiran kecil yang bertujuan untuk memudahkan proses pemisahan. Air yang disemprot tersebut akan jatuh ke atas tray, yang mana berfungsi sebagai media pemanas dan tempat penyaringan serta mempermudah proses pemisahan yang sedang terjadi. 2. Dalam waktu yang bersamaan steam diinjeksikan dari bagian bawah deaerator. Steam yang dialirkan dapat berasal dari steam sisa pemutar turbin dengan temperatur 130 oC. Steam yang dimasukan kedalam deaerator berguna untuk menaikan temperatur air umpan. Kenaikan suhu tersebut mengakibatkan turunya kelarutan gas-gas yang tekandung didalam air umpan tersebut. 3. Air dan steam yang dimasukan secara bersamaan ini mengakibatkan pencampuran air yang bergejolak. Air dan steam yang bercampur dengan bergejolak ini mempermudah proses pemisahan gas-gas. Sehingga dengan adanya pencampuran air yang bergejolak ini mengakibatkan terjadinya proses pemisahan gas-gas. Gas-gas yang telah terpisah tersebut keluar melalui venting condensor. Sedangkan air yang sudah terpisah dari gas-gas tersebut masuk ke dalam tangki penyimpanan yang selanjutnya air umpan dapat dipakai untuk proses pada ketel.
BAB III KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diperoleh dari pembahasan di atas sebagai berikut :
1. Aerasi adalah pemambahan oksigen ke dalam air sehingga oksigen terlarut di 2. 3. 4. 5.
dalam air semakin tinggi. Deaerasi adalah perlakuan terhadap air untuk men ghilangkan gas-gas yang larut dalam air. Penggunaan jenis alat aerasi dan deaerasi diseusikan dengan kebutuhan. Macam-macam aerator yaitu Spray Aerato, Waterfall atau miltiple Tray Aerators, Cascade Aerators, dan Mechanical Aerators. Macam-macam deaerator yaitu Deaerator type Spray, Deaerator Vakum, dan Deaerator type Tray.
DAFTAR PUSTAKA Alaerts. G. dan Sri Sumantri Santika. 1984. Metode Penelitian Air. Surabaya. Usaha Nasional. Culp, L. Russel. 1980. Handbook of Advented Waste Water Treatment. New York. Rao, M .N. 1979. Waste Water Treatmen. New Delhi. Sugiarto. 1987. Dasar-Dasar Pengolahan Air Limbah. Jakarta. UI press. Tchobanoglous,George. 1985. Waste Water Engineering Treatment Disposal Reuse. New York. Mc.Graw Hill Inc.
