I. LATAR BELAKANG
PLTU luar jawa sebagian besar
menggunakan air laut sebagai umpan di water
treatment plant (WTP). Urutan proses sebagai berikut : air laut-Sea Water Pump (SWP)-Clarifier-Filter Feed Pump-Roughing
& Polisihing-Filter Tank-SWRO Feed Pump-SWRO Catridge Filter- SWRO
HP Pump-SWRO Module-Raw Water
Tank-BWRO Feed Pump-BWRO Catridge Filter-BWRO HP Pump-BWRO Module-Degassing-Mixed Bed-Demin Tank.
Sistem pre-treatment sesuai proses existing menggunakan injeksi koagulan
dan flokulan untuk mempercepat proses penurunan total suspended solid (TSS) yang diukur menggunakan analisa turbidity (kekeruhan). Sistem injeksi
tersebut harus tepat (dosis, residence
time, RPM agitator dan pH reaksi)
sehingga diperlukan percobaan khusus agar sesuai kondisi riil di lapangan.
Percobaan ini menggunakan sistem jar test
yaitu melakukan sampling dengan berbagai variabel (letak sampling, dosis, pH
reaksi, RPM agitator dan residence time) sehingga dihasilkan
sistem injeksi yang tepat guna.
II. TUJUAN
Mengetahui
dosis, pH dan residence time yang
tepat dari injeksi koagulan-flokulan serta memberikan rekomendasi proses
sedimentasi yang tepat sesuai keadaan peralatan di PLTU.
III. BATASAN MASALAH
Pada
percobaan ini dibatasi beberapa hal sebagai berikut :
- Koagulan yang dipakai adalah yang sudah dipakai existing jenis alumunium hydroxychloride liquid yang sudah dilarutkan sesuai rekomendasi produsen yaitu 250.000 ppm dengan injeksi ke sistem 10-30 ppm.
- Flokulan yang dipakai adalah yang sudah dipakai existing jenis polimer powder yang sudah dilarutkan dan tersedia di dozing tank dengan rekomendasi injeksi 0.2-0.3 % = 2000-3000 ppm.
- Percobaan ini di scale up untuk dosing karena keterbatasan peralatan analitik dalam pengambilan koagulan maupun flokulan.
- Peralatan jar test dan pendukungnya menggunakan perlengkapan yang telah tersedia di PLTU.
IV. PROSES PERCOBAAN
Dalam percobaan jar test membutuhkan alat dan bahan sebagai berikut :
4.1
ALAT :
- Jar test kit (6 paddle)
- Beaker glass 1000 mL (tersedia 4 buah)
- pH Meter
- Turbidity meter
- Botol sampel
 | ||
| Gambar 1. Jar Test Kit 6 Paddle |
 |
| Gambar 2. Beaker Glass 4 Buah |
 |
| Gambar 3. Turbidity meter |
BACA JUGA: Koagulasi/Koagulan - Flokulasi/Flokulan - Sedimentasi/Clarifier
4.2
BAHAN :
- Air laut
- Koagulan (alumunium hydrochloride)
- Flokulan (polymer)
- Basa Adjustment-soda ash (Na2CO3), NaOH dan Ca(OH)2
- Asam Adjustment-HCl
4.3 KERANGKA KERJA
Kerangka
kerja percobaan jar test sebagai
berikut :
 |
| Gambar 4. Kerangka Percobaan Jar Test |
Dalam
jar test diatas dilakukan pengukuran
terhadap pH, turbidity, penampakan visual baik sebelum dan sesudah perlakuan
untuk mengetahui kondisi yang tepat dari injeksi koagulan-flokulan.
V. HASIL DAN PEMBAHASAN PERCOBAAN
Percobaan jar test dilakukan dengan berbagai variabel
sesuai kerangka Gambar 3 yaitu : 5.1 PENENTUAN LETAK SAMPLING
Sampling diambil
secara acak yang dimungkinkan dapat mewakili kondisi inlet clarifier seperti di intake
kanal dalam A (kanan), intake kanal
dalam B (kiri), intake kanal luar dan
inlet clarifier. Tujuan dari variabel
ini adalah untuk mengetahui di titik mana sampling kelihatan jelas proses terbentuknya
sedimen saat diberi perlakuan koagulan-flokulan dengan dosis, rpm dan residence time yang sama.
 |
| Gambar 5. Intake Kanal Dalami B (Kiri) |
 |
| Gambar 6. Intake Kanal Dalam A (Kanan) |
 |
| Gambar 7. Intake Kanal Luar |
 |
| Gambar 8. Inlet Clarifier |
5.1.1 HASIL PERCOBAAN
KONDISI OPERASI KOAGULAN
KONDISI OPERASI KOAGULAN
- Jenis Koagulan : alumunium hydrochloride liquid (@25 kg x 10 buah diencerkan sampai volume 1000 L = konsentrasi 25 % = 250.000 ppm)
- Waktu Reaksi : <10 detik
- Putaran Mixing : 120 RPM (standar 100 - 140 RPM)
- Dosis : 1 tetes pipet injeksi (1 tetes = 0.04 mL)
Tabel 1. Percobaan untuk Mengetahui Letak Sampling yang Tepat dengan Percobaan (Koagulan)
NO
|
LETAK SAMPLING
|
pH AIR LAUT
|
TURBIDITY (NTU)
|
pH AIR LAUT + KOAGULAN
|
TURBIDITY AKHIR (NTU)
|
PENURUNAN TURBIDITY DARI NILAI AWAL
|
HASIL VISUAL
|
1
|
Intake
Sisi B
|
7.99
|
6.59
|
7.77
|
6.16
|
6.53 %
|
Masih kelihatan jernih,
belum muncul flok
|
2
|
Intake
Sisi A
|
8.07
|
8.53
|
7.71
|
7.59
|
11.02 %
|
Masih kelihatan jernih,
belum muncul flok
|
3
|
Intake
Kanal Luar
|
8.04
|
8.27
|
7.51
|
7.20
|
12.94 %
|
Masih kelihatan jernih,
sedikit flok namun ukuran besar
|
4
|
Inlet Clarifier (sudah tercampur koagulan)
|
-
|
-
|
7.59
|
5.87
|
-
|
Masih kelihatan jernih, sedikit flok
namun ukuran sangat kecil
|
 |
| Gambar 9. Hasil Percobaan Sesuai Tabel 1 |
 |
| Grafik 1. Pengaruh Koagulan Terhadap Turbidity |
Dari
percobaan ini didapatkan kesimpulan sebagai berikut :
Air Laut
- pH : ± 8
- Turbidity : 6.6 - 8.5 NTU
Koagulan
- pH : 3.11 (sesudah pelarutan di dozing tank)
Air Laut
+ Koagulan
- pH : 7.50 - 7.77 (standar 6 - 8)
- Turbidity : 6.0 - 7.6 NTU (standar < 5 NTU)
Dari
data percobaan diatas bisa diketahui bahwa :
- Koagulan yang digunakan sekarang bersifat menurunkan pH dan turbidity, untuk turbidity masih belum optimal karena masih diatas standar yang ditetapkan.
- Pengambilan sampling di inlet clarifier didapatkan nilai pH dan turbidity juga turun namun belum memenuhi standar yang ditetapkan.
- Dari dua kesimpulan tersebut maka bisa ditarik keputusan bahwa untuk membantu kerja koagulan perlu ditambahkan coagulan-aid/flokulan untuk menyempurnakan proses pembentukan flok.
KONDISI OPERASI FLOKULAN
- Jenis Flokulan : Polymer powder
- Putaran Mixing : 40 RPM (standar <40 RPM)
- Dosis : 1 tetes pipet injeksi (1 tetes = 0.08 mL)
Tabel
2. Percobaan Untuk Mengetahui Letak Sampling Yang Tepat Untuk Percobaan
(Flokulan)
NO
|
LETAK SAMPLING
|
pH AIR LAUT + KOAGULAN
|
RESIDENCE TIME (MENIT)
|
pH AFTER FLOKULASI
|
TURBIDITY AKHIR (NTU)
|
HASIL VISUAL
|
1
|
Intake
Sisi B
|
7.77
|
20
|
7.89
|
3.50
|
Terbentuk flok namun masih
sedikit
|
30
|
Flok mulai terbentuk
sedikit besar dan menyatu
|
|||||
60
|
Tampak jernih, sedikit
partikel melayang namun ukuran besar
|
|||||
2
|
Intake
Sisi A
|
7.71
|
20
|
7.81
|
2.93
|
Terbentuk flok namun masih
sedikit
|
30
|
Flok mulai terbentuk
sedikit besar dan menyatu
|
|||||
60
|
Tampak jernih, sedikit
partikel melayang namun ukuran besar
|
|||||
3
|
Intake
Kanal Luar
|
7.51
|
20
|
7.61
|
1.54
|
Terbentuk flok ukuran
besar namun masih menyebar
|
30
|
Terbentuk flok ukuran
besar dan sudah mulai mengumpul
|
|||||
60
|
Banyak partikel melayang
dan flok berukuran besar dan mengumpul
|
|||||
4
|
Inlet
Clarifier (sudah tercampur koagulan)
|
7.59
|
20
|
7.81
|
2.57
|
Terbentuk flok ukuran
halus dan menyebar
|
30
|
Flok ukuran halus dan mulai
menyatu
|
|||||
60
|
Tampak jernih dan partkel
melayang halus dan menyatu
|
 |
| Gambar 10. Hasil Percobaan Sesuai Tabel 2 untuk 20 Menit |
BACA JUGA: Macam - Macam Alat Pemisah (Separator)
 |
| Grafik 2. Pengaruh Flokulan terhadap Turbidity |
 |
| Gambar 11. Hasil Percobaan Sesuai Tabel 2 untuk 30 Menit |
 |
| Gambar 12. Hasil Percobaan Sesuai Tabel 2 untuk 60 Menit |
Dari
percobaan ini didapatkan kesimpulan sebagai berikut :
Flokulan
- pH : 7.69 (diukur di titik injeksi Inlet Clarifier)
Flokulan
+ Umpan
- pH : 7.6 - 7.8
- Turbidity : 1.5 - 3.5 NTU (Standar < 5)
Dari data percobaan
diatas bisa diketahui bahwa :
- Dengan pemberian dosis, RPM agitator dan residence time yang sama dari keempat sampel didapatkan bahwa efek penambahan flokulan adalah menaikkan nilai pH umpan dan menurunkan turbidity sampai dibawah standar yang ditetapkan yaitu < 5 NTU (standar manual book)
- Letak sampling yang bisa digunakan untuk melihat perbedaan proses sedimentasi dengan melihat hasil pengendapan yang mudah dilihat adalah intake kanal luar sehingga untuk percobaan selanjutnya menggunakan sampel dari titik tersebut.
5.2
PEMILIHAN DOSIS DAN RESIDENCE TIME KOAGULAN - FLOKULAN
Ada
2 letak sampling yang dipakai untuk perbandingan yaitu :
5.2.1 Letak Sampel INTAKE KANAL LUAR
Koagulan :
- Packing : @25 kg 100% liquid dalam jerigen
- Pelarutan : @25 kg x 10 buah liquid dilarutkan sampai volume 1000 L = 25 % = 250.000 ppm
- Dosis Injeksi : 10 - 30 ppm (anjuran supplier)
Flokulan
- Dosis Injeksi : 0.2-0.3 % = 2000-3000 ppm (anjuran supplier)
- Volume Clarifer : 81 m3 = 81.000 L (didapatkan dari perhitungan dimensi dengan pembulatan)
Sehingga untuk skala
laboratorium dengan sampel 1 L, didapatkan dosis injeksi 0.025 - 0.0037 ppm
(rumus perbandingan)
Untuk percobaan jar test ini, dosis koagulan dan
flokulan distandarkan memakai banyaknya tetes pipet (sehingga untuk dosis
koagulan jumlahnya dibawah standar namun untuk flokulan jumlahnya diatas
standar). Koagulan dengan jumlah dosis dibawah standar dianggap tidak berefek
karena untuk injeksi koagulan saja proses sedimentasi masih membutuhkan
flokulan (sesuai kesimpulan variabel 1) sedangkan untuk injeksi flokulan jumlah
dosis diatas standar supaya bentuk flok lebih mudah terlihat dan mempermudah
standarisasi ukuran injeksi (terkendala peralatan analitik).
KONDISI OPERASI KOAGULAN
- Letak Sampling : Intake Kanal Luar
- pH Intake Kanal Luar : ± 8
- Turbidity Intake Kanal Luar : ± 8.3 NTU
- Dosis Koagulan : 1 tetes pipet injeksi (1 tetes = 0.04 mL)
Tabel
3. Percobaan Untuk Mengetahui Dosis dan Waktu yang Tepat (Koagulan)
Beaker Glass Ke -
|
DOSIS KOAGULAN
|
pH AFTER KOAGULASI
|
TURBIDITY AKHIR (NTU)
|
HASIL VISUAL
|
1
|
1
tetes
|
7.5
- 7.7
|
6.0 - 7.6
|
Belum terlihat flok
|
2
|
2
tetes
|
Flok terlihat sangat halus
|
||
3
|
3
tetes
|
Terbentuk flok yang agak
besar
|
||
4
|
4
tetes
|
Flok besar dan menyebar
|
Dari
data percobaan diatas bisa diketahui bahwa :
- Dengan dosis koagulan yang bervariasi tidak mampu menurunkan nilai turbidity dibawah standar (< 5 NTU)
- Semakin banyak dosis yang diberikan tingkat pembentukan flok semakin cepat namun cost akan tinggi
 |
| Gambar 13. Hasil Percobaan Sesuai Tabel 3 |
KONDISI OPERASI FLOKULAN
- Jenis Flokulan : Polymer
- Putaran Mixing : 40 RPM (standar <40 RPM)
- Dosis Flokulan : 1 tetes pipet injeksi (1 tetes = 0.08 mL)
Tabel
4. Percobaan Untuk Mengetahui Dosis dan Waktu yang Tepat (Flokulan)
DOSIS FLOKULAN
|
RESIDENCE TIME (MENIT)
|
pH AFTER FLOKULASI
|
TURBIDITY AKHIR (NTU)
|
SELISIH DENGAN STANDAR (MAX 5 NTU)
|
HASIL VISUAL
|
1
tetes
|
20
|
7.99
|
4.31
|
13.8 %
|
Terbentuk flok halus
|
30
|
Flok mulai terlihat besar
|
||||
60
|
Flok agak besar dan
menyebar
|
||||
2
tetes
|
20
|
7.96
|
3.52
|
29.6 %
|
Flok agak besar namun
menyebar
|
30
|
Flok merata dalam wadah
|
||||
60
|
Flok besar dan menyebar
|
||||
3
tetes
|
20
|
7.88
|
2.78
|
44.4 %
|
Flok kasar mulai terbentuk
|
30
|
Flok mulai mengumpul
|
||||
60
|
Flok besar dan mengumpul
|
||||
4
tetes
|
20
|
7.80
|
1.20
|
76.0 %
|
Flok besar mulai terbentuk
|
30
|
Flok mulai menyatu menajdi
lebih besar
|
||||
60
|
Flok terlihat sangat besar
dan mengumpul
|
 |
| Grafik 4. Pengaruh Dosis Flokulan terhadap Turbidity |
 |
| Gambar 14. Hasil Percobaan Sesuai Tabel 4 untuk Waktu 20 Menit |
 |
| Gambar 15. Hasil Percobaan Sesuai Tabel 4 untuk Waktu 30 Menit |
 |
| Gambar 16. Hasil Percobaan Sesuai Tabel 4 untuk Waktu 60 Menit |
 |
| Gambar 17. Hasil Percobaan Sesuai Tabel 4 untuk Waktu 60 Menit Tampak Atas |
Dari
percobaan ini didapatkan kesimpulan sebagai berikut :
Flokulan
- pH : 7.69 (diukur di titik injeksi Inlet Clarifier)
Flokulan
+ Umpan
- pH : 7.8 – 8
- Turbidity : 1.2 - 4.3 NTU (Standar < 5)
Dari data percobaan
diatas bisa diketahui bahwa :
- Dosis injeksi 1 tetes = 0.08 mL yang berarti 3.2x dari dosis terendah yang dianjurkan (3.2 x 0.025 mL = 0.08 mL) didapatkan nilai turbidity = 4.31 NTU dan dengan standar maksimal yaitu 5 NTU maka nilai tersebut memiliki rentang dengan nilai standar hanya 13.8 % (mendekati alarm) sehingga harus dinaikkan dosisnya walaupun rentang masih aman.
- Untuk injeksi 2 tetes didapatkan nilai turbidity = 3.52 NTU sehingga memiliki rentang dengan standar sebesar 29.6 % dan nilai rentang tersebut sudah cukup tinggi untuk mewakili pemakaian aman injeksi flokulan.
- Rekomendasi produsen flokulan adalah 0.2% adalah paling minim dan 0.3% adalah paling tinggi sehingga dengan asumsi tersebut jika pemakaian 0.2% akan menurunkan turbidity sebesar 13.8% (mendekati alarm) sehingga harus dinaikkan sedikit untuk keamanan.
- Dosis injeksi flokulan yang direkomendasikan sesuai percobaan jar test adalah 0.2 - 0.5 % atau 2000 - 5000 ppm.
5.2.2 Letak
Sampel INTAKE KANAL DALAM
KONDISI OPERASI KOAGULAN
- Letak Sampling : Intake Kanal dalam
- RPM Agitator : 120 RPM
- Waktu Reaksi : < 10 detik
- Dosis Koagulan : 1 tetes pipet injeksi (1 tetes = 0.04 mL)
Tabel
5. Data Pengukuran Air Laut
BEAKER NO - 1
|
BEAKER NO - 2
|
BEAKER NO - 3
|
BEAKER NO - 4
|
|
pH AIR LAUT
|
8.13
|
8.10
|
8.12
|
7.94
|
TURBIDITY AIR LAUT (NTU)
|
3.5
|
4.10
|
4.59
|
6.10
|
Tabel
6 . Percobaan Untuk Mengetahui Dosis dan Waktu yang Tepat (Koagulan)
NO
|
DOSIS KOAGULAN
|
pH KOAGULAN + AIR LAUT
|
1
|
1
tetes
|
7.98
|
2
|
2
tetes
|
7.89
|
3
|
3
tetes
|
7.86
|
4
|
4
tetes
|
7.80
|
 |
| Gambar 18. Hasil Percobaan Sesuai Tabel 6 |
Dari data percobaan
diatas bisa diketahui bahwa :
- Semakin bertambahnya dosis koagulan maka nilai pH akan semakin turun
- Dari gambar bisa dilihat bahwa semakin banyak dosis injeksi koagulan, partikel flok cepat terbentuk
KONDISI OPERASI FLOKULAN
- Jenis Flokulan : Polyme
- Putaran Agitator : 40 RPM (standar <40 RPM)
- Dosis Flokulan : 1 tetes pipet injeksi (1 tetes = 0.08 mL)
Tabel
7 . Percobaan Untuk Mengetahui Dosis dan Waktu yang Tepat (Flokulan)
DOSIS FLOKULAN
|
RESIDENCE TIME (MENIT)
|
pH AFTER FLOKULASI
|
TURBIDITY AKHIR (NTU)
|
PENURUNAN NILAI TURBIDITY DARI NILAI AWAL
|
ANALISA
|
1
tetes
|
20
|
8.01
|
3.72
|
-6.29 %
|
Waktu terlalu cepat ,
flokulan belum sepenuhnya bereaksi sehingga turbidity belum turun
|
30
|
3.08
|
12.00 %
|
Waktu cukup efektif dengan
penurunan turbidity sedang
|
||
60
|
2.79
|
20.29 %
|
Waktu tidak dianjurkan
karena unit tidak memungkinkan namun jika ingin hemat flokulan harus
mengorbankan residence time yang
lama
|
||
2
tetes
|
20
|
7.90
|
3.41
|
16.83 %
|
Waktu cukup untuk bereaksi
namun memaksa untuk menaikkan dosis flokulan, sedikit memakan cost namun residence time singkat
|
30
|
3.18
|
22.44 %
|
|||
60
|
2.05
|
50.00 %
|
Waktu tidak dianjurkan
karena unit tidak memungkinkan
|
||
3
tetes
|
20
|
7.87
|
3.73
|
18.74 %
|
Dosis terlalu besar, tidak
dianjurkan walau penurunan turbidity
sangat bagus
|
30
|
2.84
|
38.13 %
|
|||
60
|
1.80
|
60.78 %
|
|||
4
tetes
|
20
|
7.82
|
1.92
|
68.52 %
|
|
30
|
0.90
|
85.25 %
|
|||
60
|
0.90
|
85.25 %
|
 |
| Gambar 19. Hasil Percobaan Sesuai Tabel 7 untuk Waktu 10 Menit |
 |
| Gambar 20. Hasil Percobaan Sesuai Tabel 7 untuk Waktu 20 Menit |
 |
| Gambar 21. Hasil Percobaan Sesuai Tabel 7 untuk Waktu 30 Menit |
- Jika menggunakan acuan dosis terendah yaitu 0.2 % maka residence time minimum yang dibutuhkan adalah 30 menit dan itupun akan menurunkan turbidity hanya sebesar 12% (mendekati alarm) ---> cost rendah, residence time sedang
- Untuk injeksi flokulan dinaikkan 2x yaitu 0.4 % maka residence time sebesar 20 menit sudah cukup efektif dengan penurunan turbidity sebesar 16.83 % ---> cost tinggi, residence time rendah
- Jika dosis 0.4 % dipakai dan residence time di set 30 menit maka akan sangat aman jika ada fluktuatif kondisi air laut ---> cost tinggi, residence time sedang
Silakan Downloading International Proceeding Journal Open Acces di: https://doi.org/10.1088/1757-899X/1096/1/012102
Kutip Artikel Ini (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2018). Analisa Sistem Koagulasi-Flokulasi-Sedimentasi di PLTU dengan Jar Test, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya
Referensi:
[1] Feriyanto, Y.E. (2018). Aplikasi
Multi-Criteria Decision Analysis untuk Pemilihan Proses dan Operasi
Koagulasi-Flokulasi Terbaik pada Pre-Treatment Water System di
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), Laporan Thesis Manajemen Teknologi Industri. ITS-Surabaya
[2] Feriyanto, YE. (2018). Analisa Sistem Koagulasi Flokulasi Sedimentasi di PLTU dengan Jar Test, Best Practice in Power Plant. Surabaya
Ingin Konsultasi dengan Tim Expert Website, Silakan Hubungi KLIK
Previous
« Prev Post
« Prev Post
Next
Next Post »
Next Post »