BAB II Cooling Water [PDF]

Citation preview

BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1. Dasar Teori Cooling tower dapat dikategorikan sebagai pendingin evaporatif yang digunakan untuk mendinginkan air atau media kerja lainnya sampai bertemperatur mendekati temperatur bola basah udara sekitar. Kegunaan utama dari cooling tower adalah untuk membuang panas yang diserap akibat sirkulasi air sistem pendingin yang digunakan



pada



pembangkit



daya,



kilang



petroleum,



pabrik



petrokimia, pabrik pemrosesan gas alam, pabrik makanan, pabrik semikonduktor,



dan



fasilitas-fasilitas



industri



lainnya



(ismantoalpha.blogspot.com) .



II.1.2. Pengertian Cooling Water Cooling water adalah salah satu media pendingin yang sangat penting dalam operasional sebuah pabrik. Compressor, chiller, heat exchanger dan barometric condenser adalah sebagian dari alat yang menggunakan media pendingin cooling water dalam operasinya (kelolaair.blogspot.com).



Kebutuhan akan air pendingin (cooling water) bisa dikategorikan kebutuhan umum dalam setiap mesin penggerak, pengolahan air pendingin biasanya kurang diperhatikan oleh operator pabrik karena persepsi



yang



digunakan.



Air



salah



dimana



pendingin



setiap



disalurkan



air



bersuhu



melalui



rendah



pipa-pipa



bisa yang



diameternya terkadang cukup kecil, panjang, dan melingkar-lingkar sehingga rawan terhadap karat dan sumbatan tentunya (Nugraha, 2009).



Pengendalian kualitas cooling water akan berpengaruh langsung terhadap kinerja dari alat-alat yang menggunakannya, termasuk pipa



II-1



Laboratorium Teknologi Pengolahan Air distribusi yang mengalirkan cooling water dari cooling tower ke pengguna (kelolaair.blogspot.com).



Sistem cooling water dapat dikategorikan dua tipe dasar yaitu : 1. Sistem Cooling Water Satu Aliran Sistem cooling water satu arah adalah satu diantara aliran air yang hanya melewati satu kali penukar panas. Dan lalu dibuang kepembuangan atau tempat lain dalam proses. Sistem tipe ini mempergunakan banyak volume air. Tidak ada penguapan dan mineral yang terkandung didalam air masuk dan keluar penukar panas. Sistem cooling water satu arah biasa digunakan pada terminal tenaga besar dalam situasi tertutup dari air laut atau air sungai dimana persediaan air cukup tinggi (ropezmu.wordpress.com) . 2. Sistem Cooling Water Sirkulasi Pada sistem sirkulasi terbuka ini, air secara berkesinambungan bersikulasi



melewati



peralatan



yang



akan



didinginkan



dan



menyambung secara seri. Transfer panas dari peralatan ke air, dan menyebabkan



terjadinya



penguapan



ke



udara.



Penguapan



menambah konsentrasi dan padatan mineral dalam air dan ini adalah efek



kombinasi dari



penguapan dan endapan, yang



merupakan konstribusi dari banyak masalah dalam pengolahan dengan sistem sirkulasi terbuka (ropezmu.wordpress.com). Pada peristiwa sirkulasi air ini, akan terjadi proses–proses sebagai berikut : 1. Pendinginan Air Cooling Tower Adakah Atas Dasar Penguapan (Evaporasi) Pada peristiwa fisika dikenal prinsip bahwa jumlah kalor yang diterima sama dengan jumlah kalor yang dilepaskan . Kalor untuk melakukan pendinginan dari T2 menjadi T1 sama dengan kalor Program studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS



II-2



Laboratorium Teknologi Pengolahan Air penguapan atau dengan kata lain air tersebut menjadi dingin dikarenakan sebagian dari air tersebut menguap. Untuk cooling tower, besarnya penguapan dapat dihitung bila diketahui kapasitas pompa sirkulasi (m3/jam) (ropezmu.wordpress.com). 2. Pada Air Cooling Tower Terjadi Pemekatan Garam Dengan adanya penguapan maka lama kelamaan seluruh mineral yang tidak dapat menguap akan berkumpul sehingga terjadi pemekatan. Dengan banyaknya mineral yang terkandung pada air cooling tower perlu dilakukan proses bleed of dan penambahan air make up. Air yang menguap adalah air yang murni bebas dari garam–garam mineral dengan konsentrasi sama dengan 0. Pada cooling tower dapat diketahui siklus air pada unit cooling tower. Tanpa menggunakan parameter khlorida, siklus dapat diketahui dengan membaca konduktiviti, yaitu dengan membandingkan konduktiviti



air



tower



dengan



konduktiviti



air



make



up



(ropezmu.wordpress.com).



II.1.2. Pengertian Cooling Tower Menara pendingin (cooling tower) didefinisikan sebagai alat penukar kalor yang fluida kerjanya adalah air dan udara yang berfungsi mendinginkan air dengan kontak langsung dengan udara yang mengakibatkan sebagian kecil air menguap. Dalam kebanyakan menara pendingin yang bekerja pada sistem pendinginan udara menggunakan pompa sentrifugal untuk menggerakkan air vertikal ke atas melintasi menara (Anonim, 2013). Menara pendingin menggunakan penguapan dimana sebagian air diuapkan ke aliran udara yang bergerak dan kemudian dibuang ke atmosfir. Sebagai akibatnya, air yang tersisa didinginkan secara signifikan. Menara pendingin mampu menurunkan suhu air lebih dari peralatan-peralatan



yang



hanya



menggunakan



Program studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS



udara



untuk



II-3



Laboratorium Teknologi Pengolahan Air membuang panas, seperti radiator dalam mobil, dan oleh karena itu biayanya lebih efektif dan efisien energinya (Anonim, 2004). II.1.3. Prinsip Kerja Cooling Tower Prinsip kerja menara pendingin berdasarkan pada pelepasan kalor dan perpindahan kalor. Dalam menara pendingin, perpindahan kalor berlangsung dari air ke udara. Menara pendingin menggunakan penguapan dimana sebagian air diuapkan ke aliran udara yang bergerak dan kemudian dibuang ke atmosfir. Sehingga air yang tersisa didinginkan secara signifikan.



Gambar II.1. Skema Menara Pendingin Air dari bak atau basin dipompa menuju heater untuk dipanaskan dan dialirkan ke menara pendingin. Air panas yang keluar tersebut secara langsung melakukan kontak dengan udara sekitar yang bergerak secara paksa karena pengaruh fan atau blower yang terpasang pada bagian atas menara pendingin, lalu mengalir jatuh ke bahan pengisi (Anonim, 2004). Sistem ini sangat efektif dalam proses pendinginan air karena suhu kondensasinya sangat rendah mendekati suhu wet bulb udara. Air yang sudah mengalami penurunan suhu ditampung ke dalam bak atau basin. Pada menara pendingin juga dipasang katup make up water untuk menambah kapasitas air pendingin jika terjadi kehilangan



Program studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS



II-4



Laboratorium Teknologi Pengolahan Air air ketika proses evaporative cooling tersebut sedang berlangsung (Anonim, 2004).



Proses yang terjadi pada unit pendingin dengan sistem kompresi uap terdiri dari proses kompresi, kondensasi, ekspansi dan evaporasi. Proses ini terjadi dalam satu siklus tertutup yang menggunakan fluida kerja berupa refrigerant yang mengalir dalam sistem pemipaan yang terhubung dari satu komponen ke komponen lainnya. Kondensor pada chiller



biasanya



berbentuk



water-cooled



condenser



yang



menggunakan air untuk proses pendinginan refrigerant. Secara umum bentuk konstruksinya berupa shell and tube dimana air mengalir memasuki tabung (shell) dan uap refrigerant superheat mengalir dalam pipa yang berada di dalam tabung sehingga terjadi proses pertukaran kalor. Uap refrigerant superheat berubah fasa menjadi cair yang memiliki tekanan tinggi mengalir menuju alat ekspansi, sementara air yang keluar memiliki temperatur yang lebih tinggi. Karena air ini akan digunakan lagi untuk proses pendinginan kondensor maka tentu saja temperaturnya harus diturunkan kembali atau didinginkan pada cooling tower. Langkah pertama adalah memompa air panas tersebut menuju cooling tower melewati sistem pemipaan yang pada ujungnya memiliki banyak nozzle untuk tahap spray atau semburan. Air panas yang keluar dari nozzle secara langsung melakukan kontak dengan udara sekitar yang bergerak secara paksa karena pengaruh fan atau blower yang terpasang pada cooling tower. Sistem ini sangat efektif dalam proses pendinginan air karena suhu kondensasinya sangat rendah mendekati suhu wet-bulb udara. Air yang sudah mengalami penurunan temperatur ditampung dalam bak atau basin untuk kemudian dipompa kembali menuju kondensor yang berada di dalam chiller. Pada cooling tower juga dipasang katup make up water yang dihubungkan ke sumber air terdekat untuk menambah kapasitas air pendingin jika terjadi kehilangan



air



ketika



proses



evaporative



Program studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS



cooling



tersebut. II-5



Laboratorium Teknologi Pengolahan Air Perpindahan kalor yang terjadi pada cooling tower berlangsung dari air ke udara tak jenuh. Ada dua penyebab terjadinya perpindahan kalor yaitu perbedaan suhu dan perbedaan tekanan parsial antara air dan udara. Suhu pengembunan yang rendah pada cooling tower membuat sistem ini lebih hemat energi jika digunakan untuk sistem refrigerasi pada skala besar seperti chiller. Salah satu kekurangannya adalah bahwa sistem ini tidak praktis karena jarak yang jauh antara chiller dan cooling tower sehingga memerlukan sistem pemipaan yang relatif panjang. Selain itu juga biaya perawatan cooling tower cukup



tinggi



dibandingkan



sistem



lainnya



(engineeringbuilding.blogspot.com).



II.1.4. Jenis Sistem Air Pendingin 1. Open Re-Circulated Fresh Water System Air tawar yang berasal dari sungai atau danau dipompakan sebagai make-up cooling tower setelah sebelumnya dilakukan treatment (sedimentasi dan koagulasi) terlebih dahulu. Air tersebut digunakan untuk mendinginkan proses-proses di dalam pabrik. Air pendingin yang telah panas kemudian didinginkan di cooling tower untuk kemudian disirkulasikan kembali ke dalam pabrik. Untuk menjaga kualitas air, misalnya agar tidak terdapat algae atau bacteria dan pengendapan (scaling), maka perlu diinjeksikan beberapa jenis chemicals tertentu. Kualitas air juga dijaga melalui mekanisme make-up dan blow-down. Sistem ini banyak digunakan oleh pabrik yang berada dekat dengan sumber air tawar atau jauh dari laut. Spesifikasi material untuk peralatan yang menggunakan air tawar tidak perlu sebagus peralatan yang menggunakan air laut, karena air tawar lebih tidak korosif dibandingkan dengan air laut. Open recirculating system banyak digunakan dalam industri. Sistem ini terdiri dari pompa, HE, dan cooling tower. Pompa akan meresirkulasikan



air



melalui



HE,



mengambil



Program studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS



panasnya,



lalu II-6



Laboratorium Teknologi Pengolahan Air membuangnya di cooling tower dimana panas tersebut akan dibuang dari air dengan cara evaporasi. Dalam sistem ini, chemical akan lebih banyak digunakan karena komposisi air akan berubah saat evaporasi berlangsung, dimana konstituen korosi dan scaling akan lebih pekat. Air pendingin teruapkan sekitar 1%. Kehilangan air akibat penguapan ini harus dikompensasi oleh make up air pendingin. Keungtungan



menggunakan



open



evaporative



recirculating



systems :  Jumlah kebutuhan air sedikit (make up)  Memungkinkan untuk mengontrol korosi Kerugian menggunakan open evaporative recirculating systems :  Investasi (capital cost) lebih tinggi daripada once through  Memerlukan cooling tower yang cukup besar  System purge dan blowdown kemungkinan dapat mengakibatkan pencemaran lingkungan (Septiani, 2013)



Program studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS



II-7



Laboratorium Teknologi Pengolahan Air Gambar II.2. Open Re-Circulated Fresh Water System 2. Closed Recirculating Fresh Water System Air tawar pendingin digunakan untuk mendinginkan proses-proses didalam pabrik. Air tawar pendingin yang telah panas didinginkan kembali di secondary cooler (biasanya plate heat exchanger) untuk selanjutnya disirkulasikan kembali secara tertutup kedalam pabrik. Air laut dipakai untuk mendinginkan secondary cooler dengan cara hanya sekali pakai (once through), sumber air berasal dari laut kemudian dibuang lagi ke laut (Nugroho, 2002). Air pendingin didinginkan pada secondary heat exchanger. Tidak ada kehilangan akibat penguapan juga tidak ada pengembalian. Keuntungan menggunakan closed recirculating fresh water system :  Air pendingin yang kembali relatif bersih  Temperatur air pendingin memungkinkan lebih tinggi dari 100 0C Kerugian menggunakan closed recirculating fresh water system :  Investasi atau capital cost sangat tinggi  Dibatasi oleh equipment secondary heat exchanger (Septiani, 2013)



Program studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS



II-8



Laboratorium Teknologi Pengolahan Air



Gambar II.3. Closed Recirculating Fresh Water System 3. Serial Cooling Water System Seluruh beban pendinginan pabrik pada dasarnya dibuang ke laut, karena seluruh kalor yang terkandung didalam air pendingin dibuang kelaut secara konveksi. Jadi kedua sistem ini akan menambah beban polusi panas di laut, sehingga dikhawatirkan air laut akan menjadi bertambah panas. Sebagai alternatif untuk menghindari hal tersebut, telah diaplikasikan metode baru yaitu serial cooling system. Pada dasarnya serial cooling system adalah closed recirculated fresh water system yang didinginkan oleh open recirculated seawater system. Cara ini menggunakan seawater cooling tower, sehingga beban panas akan lebih banyak dibuang ke udara bukan ke laut (Nugroho, 2002). II.1.5. Fungsi Cooling Tower Semua mesin pendingin yang bekerja akan melepaskan kalor melalui kondensor, refrigerant akan melepas kalornya kepada air pendingin sehingga air menjadi panas. Selanjutnya air panas ini akan dipompakan ke menara pendingin. Menara pendingin secara garis besar



berfungsi



untuk



menyerap



kalor



dari



air



tersebut



dan



menyediakan sejumlah air yang relatif sejuk untuk dipergunakan kembali di suatu instalasi pendingin atau dengan kata lain menara pendingin berfungsi untuk menurunkan suhu aliran air dengan cara mengekstraksi panas dari air dan mengemisikannya ke atmosfer. Menara pendingin mampu menurunkan suhu air lebih rendah dibandingkan dengan peralatan-peralatan yang hanya menggunakan udara untuk membuang panas, seperti radiator dalam mobil, dan oleh karena itu biayanya lebih efektif dan efisien energinya (Anonim, 2013). II.1.6. Bagian Komponen Cooling Tower Program studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS



II-9



Laboratorium Teknologi Pengolahan Air 1. Rangka dan Wadah Hampir



semua



menara



memiliki



rangka



berstruktur



yang



menunjang tutup luar (wadah/casing), motor, fan, dan komponen lainnya. Dengan rancangan yang lebih kecil, seperti unit fiber glass, wadahnya dapat menjadi rangka. 2. Bahan Pengisi Hampir seluruh cooling tower menggunakan bahan pengisi (terbuat dari plastik atau kayu) untuk memfasilitasi perpindahan panas dengan memaksimalkan kontak udara dan air. Terdapat dua jenis bahan pengisi :  Bahan Pengisi Berbentuk Percikan (Splash Fill) Air jatuh diatas lapisan yang berurut dari batang pemercik horisontal, secara terus menerus pecah menjadi tetesan yang lebih kecil, sambil membasahi permukaan bahan pengisi. Bahan pengisi percikan dari plastik memberikan perpindahan panas yang lebih baik daripada bahan pengisi percikan dari kayu.  Bahan Pengisi Berbentuk Film Terdiri dari permukaan plastik tipis dengan jarak yang berdekatan dimana diatasnya terdapat semprotan air, membentuk lapisan film yang tipis dan melakukan kontak dengan udara. Permukaannya dapat berbentuk



datar,



bergelombang,



berlekuk,



atau pola



lainnya. Jenis bahan pengisi film lebih efisien dan memberi perpindahan panas yang sama dalam volume yang lebih kecil daripada bahan pengisi jenis splash. 3. Kolam Air Dingin Kolam air dingin terletak pada atau dekat bagian bawah cooling tower, dan menerima air dingin yang mengalir turun melalui cooling tower dan bahan pengisi. Kolam biasanya memiliki sebuah lubang atau titik terendah untuk pengeluaran air dingin. 4. Drift Eliminators



Program studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS



II-10



Laboratorium Teknologi Pengolahan Air Alat ini menangkap tetes-tetes air yang terjebak dalam aliran udara supaya tidak hilang ke atmosfir. 5. Saluran Udara Masuk Ini merupakan titik masuk bagi udara menuju cooling tower. Saluran masuk bisa berada pada seluruh sisi menara (desain aliran melintang) atau berada dibagian bawah menara (desain aliran berlawanan arah). 6. Louvers Pada umumnya, cooling tower dengan aliran silang memiliki saluran



masuk



louvers.



Kegunaan



louvers



adalah



untuk



menyamakan aliran udara ke bahan pengisi dan menahan air dalam



cooling



tower. Beberapa desain



cooling



tower



aliran



berlawanan arah tidak memerlukan louver. 7. Nosel Alat ini menyemprotkan air untuk membasahi bahan pengisi. Distribusi air yang seragam pada puncak bahan pengisi adalah penting untuk mendapatkan pembasahan yang benar dari seluruh permukaan bahan pengisi. Nosel dapat dipasang dan menyemprot dengan pola bundar atau segi empat, atau dapat menjadi bagian dari rakitan yang berputar seperti pada cooling tower dengan beberapa potongan lintang yang memutar. 8. Fan Fan aksial (jenis baling-baling) dan sentrifugal keduanya digunakan dalam cooling tower. Umumnya fan dengan baling-baling/propeller digunakan pada cooling tower induced draft dan baik fan propeller dan sentrifugal dua-duanya ditemukan dalam menara forced draft. Tergantung pada ukurannya, jenis fan propeller yang digunakan sudah dipasang tetap atau dengan dapat diatur. Sebuah fan dengan baling-baling yang dapat diatur tidak secara otomatis dapat digunakan diatas



range



yang



cukup luas



sebab



fan



dapat



disesuaikan untuk mengirim aliran udara yang dikehendaki pada Program studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS



II-11



Laboratorium Teknologi Pengolahan Air pemakaian tenaga terendah. Baling-baling yang dapat diatur secara otomatis dapat beragam aliran udaranya dalam rangka merespon perubahan kondisi beban (dunia-engineer.blogspot.com). II.1.7. Macam-Macam Cooling Tower 1. Menara Pendingin Jenis Natural Draft Merupakan menara pendingin jenis natural draft atau hiperbola menggunakan perbedaan suhu antara udara ambien dan udara yang lebih panas dibagian dalam menara. Begitu udara panas mengalir ke atas melalui menara (sebab udara panas akan naik), udara segar yang dingin disalurkan ke menara melalui saluran udara masuk di bagian bawah. Tidak diperlukan fan dan hampir tidak ada sirkulasi udara panas yang dapat mempengaruhi kinerja. Kontruksi beton banyak digunakan untuk dinding menara dengan ketinggian hingga mencapai 200 m. Menara pendingin tersebut hanya digunakan untuk jumlah panas yang besar sebab struktur beton yang besar cukup mahal (Anonim, 2013). Menara pendingin aliran angin alami dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu :  Menara Pendingin Aliran Angin Alami Aliran Lawan Arah



Program studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS



II-12



Laboratorium Teknologi Pengolahan Air Gambar II.4. Menara Pendingin Aliran Angin Alami Aliran Lawan Arah  Menara Pendingin Aliran Angin Alami Aliran Silang



Gambar II.5. Menara Pendingin Aliran Angin Alami Aliran Silang Dari kedua jenis menara pendingin ini, menara pendingin aliran angin alami aliran silang kurang disukai karena lebih sedikit memberi tahanan terhadap aliran udara di dalam menara, sehingga kecepatan udaranya lebih tinggi dan mekanisme perpindahan kalornya kurang efisien. Menara aliran angin alami aliran lawan arah lebih sering digunakan karena mempunyai keunggulankeunggulan sebagai berikut :  Memiliki konstuksi yang kuat dan kokoh sehingga lebih tahan terhadap tekanan angina  Mampu beroperasi di daerah dingin maupun lembab  Dapat digunakan untuk instalasi skala besar (Anonim, 2013)



2. Menara Pendingin Draft Mekanik Merupakan menara draft mekanik memiliki fan yang besar untuk mendorong atau mengalirkan udara melalui air yang disirkulasi. Air jatuh turun diatas permukaan bahan pengisi, yang membantu untuk meningkatkan waktu kontak antara air dan udara, hal ini Program studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS



II-13



Laboratorium Teknologi Pengolahan Air membantu dalam memaksimalkan perpindahan panas diantara keduanya. Laju pendinginan menara draft mekanis tergantung pada banyak parameter seperti diameter fan dan kecepatan operasi, bahan pengisi untuk tahanan sistim dll. Menara draft mekanik tersedia dalam range kapasitas yang besar. Menara tersedia dalam bentuk rakitan pabrik atau didirikan dilapangan, sebagai contoh menara beton hanya bisa dibuat dilapangan. Banyak menara telah dibangun dan dapat digabungkan untuk mendapatkan kapasitas yang dikehendaki. Jadi, banyak menara pendingin yang merupakan rakitan dari dua atau lebih menara pendingin



individu



“sel”.



sel yang mereka



Jumlah



atau



miliki, misalnya



suatu



delapan



dinamakan sesuai



sel,



menara



dengan jumlah



selnya.



dengan jumlah



sel banyak, dapat



berupa



lurus, segi empat,



atau



garis bundar



tergantung



bentuk individu



sel



saluran



masuk



udara



ditempatkan



Menara



pada



dan sisi



pada tempat atau



dibawah sel (Septiani, 2013).



Program studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS



II-14



Laboratorium Teknologi Pengolahan Air Gambar II.6. Menara Pendingin Draft Mekanik II.1.8. Masalah-Masalah yang Timbul pada Cooling Tower 1. Korosi Pada pH yang rendah menyebabkan terjadinya korosi pada logam. Begitu juga nitrifying. Penyebab lain adalah dengan adanya bakteri yang dapat menghasilkan asam sulfat. Bakteri yang memiliki kemampuan untuk mengubah hydrogen sulfide menjadi sulfur kemudian mengubah menjadi asam sulfat. Bakteri ini menyerang logam besi, logam lunak dan



steiless steel, hidup sebagai



anaerobic (tanpa udara) (ayahkiasiregar.wordpress.com). Korosi pada Sistem Air Pendingin Kerugian yang ditimbulkan oleh korosi pada sistem air pendingin adalah penyumbatan dan kerusakan pada sistem perpipaan. Kontaminasi produk yang diinginkan karena adanya



kebocoran-kebocoran,



dan



menurunnya



efisiensi



perpindahan panas (Setiadi, 2007). 2. Pembentukan Kerak dan Deposit Pembentukan kerak diakibatkan oleh kandungan padatan terlarut dan



material



anorganik



yang



mencapai



limit



control



(ayahkiasiregar.wordpress.com). Gangguan yang ditimbulkan oleh



terbentuknya kerak antara lain : penurunan efisiensi perpindahan panas, naiknya kehilangan tekanan karena naiknya tahanan dalam pipa serta penyumbatan pada pipa-pipa berukuran kecil (Setiadi, 2007).



Metode yang digunakan untuk mencegah terjadinya pembentukan kerak antara lain:  Menghambat Kerak dengan Mengontrol pH Dalam keadaan asam lemah (kira – kira pH 6,5). Asam sulfat yang paling sering digunakan untuk ini, memiliki dua efek dengan memelihara pH dalam daerah yang benar dan mengubah kalsium Program studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS



II-15



Laboratorium Teknologi Pengolahan Air karbonat, ini memperkecil resiko terbentuknya kerak kalsium sulfat.



Ini



memperkecil



resiko



terbentuknya



kerak



kalsium



karbonat dan membiarkan cycle yang tinggi dari konsentrasi dalam sistem.  Mengontrol Kerak dengan Bleed Of Bleed of pada sirkulasi air cooling terbuka sangat penting untuk memastikan bahwa air tidak pekat sebagai perbandingan untuk mengurangi kelarutan dari garam mineral yang kritis. Jika kelarutan ini berkurang kerak akan terbentuk pada penukar panas.  Mengontrol Kerak dengan Bahan Kimia Penghambat Kerak Bahan kimia umumnya berasal dari organik polimer, yaitu polyakrilik dan polyakrilik buatan (ayahkiasiregar.wordpress.com). 3. Fouling pada Sistem Air Pendingin Menara pendingin (cooling tower) merupakan bagian dari sistem air pendingin



yang



memberikan



lingkungan



yang



baik



untuk



pertumbuhan dan perkembangan mikroorganisme. Algae dapat berkembang dengan baik pada bagian yang cukup mendapat sinar matahari, sedangkan lendir (slime) dapat berkembang pada hampir di seluruh bagian dari sistem air pendingin ini. Mikroorganisme yang tumbuh dan berkembang tersebut merupakan deposit (foul) yang



dapat



mengakibatkan



korosi



lokal,



penyumbatan



dan



penurunan efisiensi perpindahan panas (Setiadi,2007). II.1.9. Parameter-Parameter yang Dianalisa pada Cooling Water 1. pH pH menunjukkan kadar asam atau basa dalam suatu larutan, melalui konsentrasi ion hidrogen H+. pH mempengaruhi toksisitas suatu senyawa kimia. Senyawa amonium yang dapat terionisasi banyak ditemukan pada perairan yang memiliki pH rendah. Amonium bersifat tidak toksik. Namun, pada suasana alkalis (pH Program studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS



II-16



Laboratorium Teknologi Pengolahan Air tinggi) lebih banyak ditemukan amonia yang tak terionisasi dan bersifat toksik (Anonim, 2013). Ph sangat penting sebagai parameter kualitas air karena ia mengontrol tipe dan laju kecepatan reaksi beberapa bahan didalam air. Selain itu ikan dan mahluk-mahluk akuatik lainnya hidup pada selang pH tertentu, sehingga dengan diketahuinya nilai pH maka kita akan tahu apakah air tersebut sesuai atau tidak untuk menunjang kehidupan mereka. Fluktuasi pH air sangat di tentukan oleh alkalinitas air tersebut. Apabila alkalinitasnya tinggi maka air tersebut akan mudah mengembalikan pH-nya ke nilai semula, dari setiap



“gangguan”



terhadap



pengubahan



pH



(winny4ever.blogspot.com) .



2. Alkalinitas Alkalinitas adalah gambaran kapasitas air untuk menetralkan asam, atau kuantitas anion di dalam air yang dapat menetralkan kation hidrogen.



Penyusun alkalinitas perairan adalah anion bikarbonat



(HCO3-), karbonat (CO32-), dan hidroksida (OH-). Borat (H2BO3-), silikat (HSiO3-), posfat (HPO42- dan H2PO4-), sulfida (HS-), dan ammonia (NH3) juga memberikan kontribusi terhadap alkalinitas. Namun, pembentuk alkalinitas yang utama adalah bikarbonat, karbonat, dan hidroksida (www.Scribd.com). Ukuran jumlah ion bikarbonat, karbonat, dan hidroksida dalam air ini pengukurannya menggunakan titrasi volumetrik menggunakan asam kuat (asam klorida atau asam sulfat) dengan indikator asam basa. Dikenal dua macam alkalinitas yaitu alakalinitas penolphtalen dan alkalinitas methyl orange. Alkalinitas penolphtalen didapat dengan titrasi asam kuat dengan indikator penolphtalen (PP). Sedangkan



alkalinitas



methyl



orange



menggunakan indikator



methyl orange (MO) (Subyakto, 1997). Alkalinitas berperan dalam menentukan kemampuan air untuk mendukung pertumbuhan alga dan kehidupan air lainnya, hal ini dikarenakan : Program studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS



II-17



Laboratorium Teknologi Pengolahan Air 1. Pengaruh sistem buffer dari alkalinitas. 2. Alkalinitas berfungsi sebagai reservoir untuk karbon organik. Sehingga alkalinitas diukur sebagai faktor kesuburan air. Perbedaan antara basa tingkat tinggi dengan alkalinitas yang tingga adalah sebagai berikut : 1. Tingkat basa tinggi ditunjukkan oleh pH tinggi. 2. Alkalinitas tinggi ditunjukkan dengan kemampuan menerima proton tinggi



(harryxenauzumaki.blogspot.com)



Dalam percobaan ini, alkalinitas dihitung dengan rumus sebagai berikut : A xB x 1000 x 50,4 C A xB = x 1000 (Jika B = C



Alkalinitas (mg CaCO3/l) =



0,02 N) Alkalinitas (m. ek /l) Keterangan : A



= Volume titran H2SO4 (ml)



B



= Normalitas H2SO4 (N)



C



= Volume sampel (ml)



50,4



=



A x 80 C



= Berat molekul/2 atau berat ekuivalen CaCO3



(Alaerts, 1984)



3. Total Hardness Kesadahan (Hardness) merupakan petunjuk kemampuan air untuk membentuk busa apabila dicampur dengan sabun. Pada air berkesadahan rendah, air akan dapat membentuk busa apabila dicampur dengan sabun, sedangkan pada air berkesadahan tinggi tidak akan terbentuk busa. Kesadahan sangat penting artinya bagi para akuaris karena kesadahan merupakan salah satu petunjuk kualitas air yang diperlukan bagi ikan. Tidak semua ikan dapat hidup pada nilai kesadahan yang sama. Dengan kata lain, setiap jenis ikan memerlukan prasarat nilai kesadahan pada selang Program studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS



II-18



Laboratorium Teknologi Pengolahan Air tertentu untuk hidupnya (www.Scribd.com). Total hardness dapat dihitung sebagai berikut : A x1000,9 xf



Hardness (mg CaCO3/l) =



B



Keterangan : A B f



=Volume titran EDTA yang digunakan (ml) =Volume sampel sebelum diencerkan (ml) =Faktor perbedaan antara kadar larutan EDTA



0,01 M



menurut 1000,9



standarisasi dengan CaCO3 (f ≤ 1) =Ekuivalensi antara 1 ml EDTA 0,01 M dan 1 mg



kesadahan sebagai CaCO3 (Alaerts, 1984)



4. Turbidity Turbiditas atau kekeruhan digunkan untuk menyatakan derajat kegelapan di dalam air yang disebabkan oleh bahan-bahan yang melayang. Kekeruhan biasanya terdiri dari partikel organik maupun anorganik yang berasal dari DAS (Daerah Aliran Sungai) dan resuspensi sedimen di dasar danau. Kekeruhan adalah Ukuran yang menggunakan efek cahaya sebagai dasar untuk mengukur keadaan air baku dengan skala NTU (nephelo metrix turbidity unit) atau JTU (jackson



turbidity



unit)



atau



FTU



(formazin



turbidity



unit),



kekeruhan ini disebabkan oleh adanya benda tercampur atau benda koloid di dalam air. Hal ini membuat perbedaan nyata dari segi



estetika



maupun



dari



segi



kualitas



air



itu



sendiri



(bahariandalas.blogspot.com) . Pada praktikum ini kekeruhan dihitung



dengan menggunakan sebuah alat. 5. TDS (Total Dissolved Solid) Total dissolved solid ialah jumlah keseluruhan zat yang larut dalam air, yang dimasukkan dalam kelompok ini ialah mineral dan garam – garam yang terlarut dalam air, zat tersebut berbentuk koloid (Anonim, 2013).



Program studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS



II-19



Laboratorium Teknologi Pengolahan Air 6. TSS (Total Suspended Solid) TSS (Total Suspended Solid) atau total padatan tersuspensi adalah padatan yang tersuspensi di dalam air berupa bahan-bahan organik dan inorganik yang dapat disaring dengan kertas millipore berporipori 0,45 µm. Materi yang tersuspensi mempunyai dampak buruk terhadap kualitas air karena mengurangi penetrasi matahari ke dalam badan air, kekeruhan air meningkat yang menyebabkan gangguan



pertumbuhan



bagi



organisme.



Pengukuran



TSS



berdasarkan pada berat kering partikel yang terperangkap oleh filter, biasanya dengan ukuran pori tertentu. Umumnya, filter yang digunakan memiliki pori 0,45 µm (bahariandalas.blogspot.com) . Nilai TSS dari contoh air biasanya ditentukan dengan cara menuangkan air dengan volume tertentu, biasanya dalam ukurtan liter, melalui sebuah filter dengan ukuran pori-pori tertentu. Sebelumnya, filter ini ditimbang dan kemudian beratnya akan dibandingkan dengan berat filter setelah dialirkan air setelah mengalami pengeringan. Berat filter tersebut akan bertambah disebabkan oleh terdapatnya partikel-partikel tersuspensi yang terperangkap dalam filter tersebut. Padatan yang tersuspensi ini dapat berupa bahan-bahan organik dan inorganik. Satuan TSS adalah miligram per liter (mg/l). Kandungan TSS memiliki hubungan yang



erat



dengan



kecerahan



perairan.



Keberadaan



padatan



tersuspensi tersebut akan menghalangi penetrasi cahaya yang masuk ke perairan sehingga hubungan antara TSS dan kecerahan akan



menunjukkan



hubungan



yang



berbanding



terbalik



(bahariandalas.blogspot.com) .



TSS dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut : TSS (mg/l) =



(a - b) x 1000



c Keterangan : a = Berat filter dan residu setelah pemanasan 105 oC (mg) b = Berat filter kering sesudah pemanasan 105 oC (mg) c = Volume sampel (ml)



Program studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS



II-20



Laboratorium Teknologi Pengolahan Air



II.2. Aplikasi Industri Pemulihan dan Penggunaan Kembali Air Limbah dari Menara Pendingin S. KALIAPPAN, C. SATHISH dan T. NIRMALKUMAR Centre for Environmental Studies Anna University, Chennai India 2005



Pendahuluan



Teknik pengolahan air limbah industri yang berubah dengan cepat sehingga dapat memenuhi peraturan ketat dewan pengendalian pencemaran. Pengolahan limbah cair dari industri pupuk adalah kompleks dan menantang, seperti air blowdown mereka umumnya terdiri dari total tinggi larut padatan (TDS) dan memerlukan sejumlah besar air untuk pendinginan di menara. Dalam studi ini, industri pupuk



terkemuka



di



Chennai



telah



dipertimbangkan.



Sebuah



blowdown air dari menara pendingin unit terdiri dari TDS dikisaran 2000-2500 mg / l. Blowdown adalah istilah untuk air yang akan dibuang dari air pendingin untuk sirkulasi mengurangi kontaminan



Program studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS



II-21



Laboratorium Teknologi Pengolahan Air build-up di air menara. Sebagai penguapan terjadi, padatan terlarut membangun dalam aliran air. Dengan menghapus blowdown dan menambahkan air make-up segar, tingkat padatan terlarut dalam air dapat dipertahankan untuk mengurangi skala mineral build-up dan kontaminan lainnya di menara, kondensor dan heat exchanger proses



pendinginan.



Konsentrasi silika sering membatasi siklus konsentrasi dalam menara pendingin sirkulasi air. Hasilnya adalah tingkat blowdown tinggi dan lebih air limbah untuk pembuangan. Jika air blowdown dapat diobati untuk memenuhi batas diperbolehkan, (parameter seperti pH = 6,58,5, kekeruhan