Proposal Elektrokoagulasi Dari PT. Frata Bayutama Prima

5/22/2018 Proposal Elektrokoagulasi Dari PT. Frata Bayutama Prima

[PROPOSAL ELWASTE WATER TREATMENT MENGGU

CTROCOAGULATIO NAKAN SISTEM ELEKTRO KIMIA

]


2 | E l e c t r o c o a g u l a t i o n

PROPOSAL PENGOLAHAN LIMBAH CAIR MENGGUNAKAN METODA

ELEKTROKOAGULASI

PENDAHULUAN

Pada kenyataannya, lingkungan memiliki kemampuan sendiri untuk

menjernihkan dirinya dari limbah-limbah yang masuk ke dalamnya (self purification).

Akan tetapi, dengan begitu banyaknya limbah yang masuk ke dalam suatu lingkungan

maka kemampuannya untuk membersihkan diri menjadi sangatlah kecil

dibandingkan dengan beban pencemar yang ada.

Pengolahan limbah di Indonesia banyak menggunakan system konvensional seperti

fisika, kimia, biologi dan berbagai kombinasinya. Penggunaan bahan kimia dalam

proses pengolahan limbah banyak menghasilkan lumpur (sludge), sedangkan system

pengolahan mengguanakan mikrobiologi memerlukan lahan yang cukup luas serta

membutuhkan waktu proses pengolahan yang relative lama. Cara pengolahan limbah

cair yang saat ini telah dilakukan oleh pabrik yang paling banyak adalah cara kimia

yaitu dengan koagulasi menggunakan bahan kimia. Bahan kimia yang banyak

digunakan adalah ferosulfat, kapur, alum, PAC dan polielektrolit. Pada cara ini,koagulan digunakan untuk menggumpalkan bahan-bahan yang ada dalam air limbah

menjadi flok yang mudah untuk dipisahkan yaitu dengan cara diendapkan,

diapungkan dan disaring. Pada beberapa pabrik cara ini dilanjutkan dengan

melewatkan air limbah melalui Zeolit (suatu bahan alam) dan arang aktif (karbon

aktif). Cara koagulasi umumnya berhasil menurunkan kadar bahan organik (COD,

BOD) sebanyak, 40-70 %. Zeolit dapat menurunkan COD 10-40%, dan karbon aktif

dapat menurunkan COD 10-60 %. Akan tetapi, dengan makin ketatnya peraturan

peraturan menyangkut perlindungan lingkungan, pengendapan secara kimiawi

semakin tidak bisa diandalkan. Salah satu alternative yang bisa dicoba adalah dengan

teknologi elektrokimia. Teknologi ini tidak hanya dapat dibandingkan dalam hal biaya,

tetapi juga lebih efisien dan kompak. Salah satu metode elektrokimia yang cukup

menarik untuk dicoba adalah elektrokoagulasi.



Pada dasarnya, Elektrokoagulasi adalah proses destabilisasi kontaminan tersuspensi

dan teremulsi dalam media larutan dengan menggunakan arus listrik ke dalam

media. Arus listrik mendorong sejumlah reaksi kimia tergantung pada jenis dan sifat

electrode dan media larutan. Ketika arus melewati media, ion dari electrode reaktif

dapa medestabilisasi partikel koloid. Dengan demikian, bentuk kontaminan akan

terendapkan dan dapat dengan mudah dihilangkan dengan banyak cara pemisahan.

Proses pengendapan terjadi sebagaimana proses koagulasi, dengan koagulan

terbentuk dari electrode reaktif, yang dipicu oleh arus listrik searah.

Pada Elektrokoagulasi, arus listrik akan menimbulkan reaksi kimia yang

membuat kontaminan yang bersuspensi dan teremulsi dalam limbah menjadi tidak

stabil. Reaksi kimia yang terjadi tergantung pada jenis electrode dan limbah yangdiolah. Selama proses, ion logam yang berperan sebagai koagulan akan terus-

menerus diproduksi di anode. Kation ini akan mendorong terjadinya koagulasi dari

polutan yang ter-disperse pada larutan.

DC Voltage Source



1. Reaksi pada Katoda

Pada Logam Katoda akan terjadi reaksi-reaksi reduksi terhadap kation, yang

termasuk dalam kation ini adalah H+

dan ion-ion logam.

1. Ion H+ dari suatu asam akan direduksi menjadi gas hydrogen yang

Akan bebas sebagai gelembung-gelembung gas.

Reaksi : 2H+

+ 2e ----------> H2

2. Jika larutan mengandung ion-ion logam alkali, alkali tanah, maka ion-

Ion ini tidak dapat direduksi dari larutan yang mengalami reduksi

adalah pelarut (air) dan terbentuk gas hydrogen (H2) pada katoda.

Reaksi : 2H2O + 2e -------------> 2OH + H2

Dari daftar E (deret potensial logam/deret volta), maka akan diketahui bahwa

reduksi terhadap air limbah lebih mudah berlangsung dari pada reduksi terhadap

pelarutnya (air).

K, Ba, Na, Al, Zn, Cr, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, (H), Sb, Bi, Cu, Hg, Pt, Au.

Dengan memakai deret volta, kita memperoleh beberapa kesimpulan sebagaiberikut:

a. Logam-logam yang terletak di sebelah kiri H memiliki E negative,

Sedangkan logam-logam yang terletak di sebelah kanan H memiliki E

Positif.

b. Makin ke kanan letak suatu logam dalam deret volta, harga E makin

Besar. Hal ini berarti bahwa logam-logam disebelah kanan mudah

mengalami reduksi serta sukar mengalami oksidasi.

c. Makin ke kiri letak suatu unsure dalam deret volta, harga E makin

Kecil. Hal ini berarti bahwa logam-logam disebelah kiri sukar

mengalami reduksi serta mudah mengalami oksidasi.



d. Oleh karena unsure-unsur logam cenderung melepaskan electron

(mengalami oksidasi), maka logam-logam di sebelah kiri merupakan

logam-logam yang aktif (mudah melepaskan electron), sedangkan

logam-logam sebelah kanan merupakan logam-logam yang sukar

melepaskan electron.e. Makin ke kanan, sifat reduktor makin lemah (sukar teroksidasi).

Makin ke kiri, sifat reduktor semakin kuat (mudah teroksidasi). Itulah

sebabnya unsure-unsur dalam deret volta hanya mampu mereduksi

unsure-unsur dikanannya, tapi tidak mampu mereduksi unsure-unsur

kirinya.

2. Reaksi pada Katoda

1. Anoda terbuat dari logam Aluminium akan teroksidasi :

Reaksi : Al 3+ + 3H2O -------------> Al (OH)3 + 3H + 3e

2. Ion OH dari basa akan mengalami oksidasi membentuk gas oksigen

(O2) Reaksi : 4OH ------------------> 2H2O + O2 + 4e

3. Anion-anion lain tidak dapat dioksidasi dari larutan, yang akan

Mengalami oksidasi adalah pelarutnya (H2O) membentuk gas oksigen

(O2) pada anoda.

Reaksi : 2H2O -------------------> 4H + O2 + 4e

Dari reaksi-reaksi yang terjadi dalam proses elektrokoagulasi, maka pada

katoda akan dihasilkan gas hydrogen dan reaksi ion logamnya. Sedangkan pada

anoda akan dihasilkan gas halogen dan pengendapan flok-flok yang terbentuk.



Apabila dalam suatu slektrolit ditempatkan di aelektroda dan dialiri arus

listrik searah, maka akan terjadi peristiwa elektrokimia, yaitu gejala deskomposisi

elelktrolit, dimana ion positif (kation) bergerak ke katoda dan menerima electron

yang direduksi dan ion negative (anion) bergerak ke anoda dan menyerahkan

electron yang dioksidasi.

Karena dalam proses elektrokoagulasi ini menghasilkan gas yang berupa

gelembung-gelembung gas, maka kotoran-kotoran yang terbentuk yang ada dalam

air akan terangkat ke atas permukaan air. Flok-flok terbentuk ternyata mempunyai

ukuran yang relative kecil, sehingga flok-flok yang terbentuk tadi semakin lama akan

bertambah besar ukurannya.



ALUR PROSES PENGOLAHAN LIMBAH CAIR DENGAN ELECTROCOAGULANT

Keterangan Proses

Limbah cair harus dipisahkan dahulu dari tramp oil, minyak, dan kotoran lain yang

akan mengganggu proses elektrokimia didalam reactor. Pemisahan (separasi)

dilakukan dengan cara gravitasi biasa terpisahkan karena masa jenisnya, terjadi di

dalam bak bawah tanah, dimana tramp oli dan minyak akan terpisahkan berada

diatas permukaan, sedangkan material lumpur dan pasir akan terendapkan di dasar

bak.

Tramp oil selanjutnya dipindahkan secara manual ke dalam drum yang terpisahkan

untuk proses dengan alat proses lain atau dimusnahkan didalam incinerator.



Lumpur dan pasir yang terendapkan harus dikeluarkan manual dari bak dengan cara

mengosongkan terlebih dahulu. Hal ini dilakukan secara berkala paling sedikit 1 (satu)

bulan sekali.

Cairan limbah yang tidak tercampur dengan pengotor diatas selanjutnya akan

diproses kedalam alat elektrocoagulant. Reactor adalah tempat terjadinya proses

elektrokimia tersebut. Didalam reactor terdiri dari bak proses yang dilengkapi slot-

slot tempat menempel elektroda-elektroda yang akan dialiri arus listrik. Arus listrik

yang digunakan adalah arus DC (Direct Current) atau disebut juga arus searah yang

bermuatan tinggi namun berpotensi rendah, sehingga tidak berbahaya bagi manusia

ataupun peralatan lain. Cara pemasukan, jumlah pemasukan harus mengikuti kaidah-

kaidah yang ditetapkan dan akan dijelaskan pada bab berikutnya.

Proses terjadinya koagulasi didalam reactor sehingga limbah dikatakan prosesnya

selesai akan memerlukan waktu dan pengamatan berbeda-beda, karena setiap

limbah yang diproses didalam reactor beragam karakteristiknya, dalam hal ini

disarankan sebelum memasukkan jenis limbah kedalam reactor perlu dilakukan uji

compatibilitas didalam tabung reaksi dan power suplai sekala kecil untuk memastikan

beberapa parameter seperti aus, tegangan, persentase dilusi (pengenceran), dan

lain-lainnya.

Hasil dari proses elektrokimia di reactor selanjutnya akan difiltrasi dengan filter press

untuk memisahkan air dan lumpur (sludge) dalam bentuk cake yang selanjutnya akan

di kirim melalui pihak ke 3 atau dimusnahkan melalui mesin incinerator. Sementara

air filtrate akan dialirkan menuju bak control. Dari penampungan bak control perlu

dilakukan tes air untuk menentukan kadar air baku apakah sudah memenuhi kualitas

air baku yang disyaratkan oleh pemerintah atau belum. Jika sudah memenuhi syarat

selanjutnya dapat dibuang ke saluran air, dan jika belum air ini akan dijadikan sebagai

bahan untuk proses pengenceran limbah di dalam reactor berikutnya.



BASIC DESIGN PROSES ELECTRO COAGULANT



Gambar 3D Layout

DISKRIPSI PROSES

1. Limbah cair di masukkan kedalam bak pemisah awal dengan tujuan untuk

memisahkan tramp oil dari limbah, karena oil akan menghambat

konduktivitas dari elektroda.

2. Limbah yang terpisah dari oil selanjutnya di transfer kedalam reactor dengan

pompa pengisian.

3. Didalam reactor proses elektrokimia berlangsung diproses menggunakan 2

elektroda dan rectifier sebagai pensuplai arusnya.

4. Untuk membantu percepatan proses elektrokimia maka limbah didalam

reactor disirkulasi menggunakan pompa sirkulasi.

5. Setelah settling terjadi limbah yang sudah terkoagulasi di salurkan ke

Lamella oleh pompa effluent dengan tujuan memisahkan antara

sendimentasi dan air sisa.

6. Air sisa dialirkan ke dalam bak control yang nantinya sebagai air bersih untuk

keperluan proses pengenceran atau difiltrasi dengan carbon filter untuk

dibuang ke saluran (setelah kadar COD, BOD dll dibawah baku mutu air

buang melalui lab tes)



7. Sendimentasi yang terpisahkan dari Lamella selanjutnya akan difiltrasi

dengan filter press untuk mengurangi volume dan kadar airnya, sehingga

yang tersisa adalah cake kering. Air filtrate dari filter press akan disalurkan

ke bak control untuk keperluan pengenceran atau dibuang ke saluran.



KAPASITAS DAN PERBANDINGAN MASA

Kapasitas

proses

Limbah Air

Campuran

Tot. Vol

Reactor

Slurry

(lumpur +air)

Cake Air Sisa

(Air Baku)

Liter Liter Liter Liter Liter Liter Kg Liter

400 400 600 1000 1010 30 45 970

Kapasitas

Pengolahan 400 Liter Limbah

Densitty Reaktor 1500 Kg/m3

Volume Reaktor 1 M3

Air Pengencer

Perbandingan pengenceran 2 : 3 (limbah : pengencer)

Total cairan dalam reactor limbah 400 Liter

Air 600 Liter

Jumlah 1000 Liter

ELECTRO COAGULANT

Eff. COD dan BOD removal 98%

Slurry (lumpur+air+sisa)

2% 20 Liter padatan1% 10 Liter padatan dari endapan lain

Jumlah 30 liter padatan

Total slurry setelah proses 980 Liter air sisa

Liter

30 padatan 3%

Jumlah 1010 Liter slurry



FILTER PRESS

Eff. Filter Press 70% padatan

30% Air

Cake yang dihasilkan

21 Liter padatan

9 Liter air terkandung

Jumlah 30 Liter Cake

JENIS LIMBAH CAIR YANG DAPAT DI PROSES ELECTROCOAGULANT MENURUT JENIS

POLLUTANT

Suspended

Solids

Heavy

Metals

Icons Colour Organics Fat, Oils and

Greases

Bentonite Se and St

Zn2+ , Cu2+,

Ni2+ , Po43

, F

Dye Sewage Solvar, alcohol

CarbonCd2+ Natural

water

Waste

InkPesticides Oily waste

water

Silica (SiO2) Cr6+ Phosphorus Aromatics Detergents Restaurant Oil

Clay Ni, Cr Pesticides

Urban

waste

Water

Phenol

Kaolinite Flourides Municipal

waste water

Oil salt and

chemical

Nutrient N,

P

Tannery &rendering

waste

Hydrocarbons,metals,

phosphates

Aquatic

humus

Coolant

Waste Water

Date post:	13-Oct-2015
Category:	Documents
Upload:	suhairi-anas
View:	108 times
Download:	3 times

Proposal Elektrokoagulasi Dari PT. Frata Bayutama Prima

Documents