pengolahan air limbah

Pengolahan Limbah Dengan Reverse Osmosis

Pengolahan Air Limbah adalah fasilitas yang hampir ada pada semua lini industri.  Apalagi saat ini semakin tinggi perhatian terhadap lingkungan, dan green ekologi.  Ada beberapa jenis air limbah, yang tentu membutuhkan pengolahan limbah cair yang berbeda.

Tahun 2013 mapurna melakukan pemasangan pengolahan air limbah untuk pengolahan limbah minyak.  Lokasi di Chevron Oil Company di Kepulauan Riau.  Air limbah tersebut adalah air dari proses air pengeboran yang mempunyai TDS  tinggi, yaitu 10.000 – 20.000 ppm.

Agar air dapat membuang air ke saluran terbuka, maka fasilitas pengolahan limbah harus bisa menurunkan TDS lebih kecil dari 4.000 ppm.

Apakah Yang Dimaksud Pengolahan Limbah?

Pengolahan limbah adalah suatu proses untuk menghilangkan atau menurunkan unsur yang berlebihan. Hasil dari pengolahan ini, bisa menggunakannya kembali atau membuangnya di saluran terbuka.

Jenis limbah dalam penjelasan ini adalah limbah industri bukan limbah domestik.  Pengolahan limbah domestik akan berbeda dengan limbah industri.  Pada limbah domestik menyebutnya dengan istilah STP (sewage treatment plant).  Sedangkan pada limbah industri menyebutnya dengan WWTP (waste water treatment plant).

Pada kawasan industri, biasanya sudah mempunyai pengolahan limbah yang terpadu dari management properti.  Sehingga beberapa perusahaan hanya mengolah limbah yang lebih sederhana.  Namun pada industri di lahan bukan kawasan industri, dampak lingkungan limbah langsung terpantau masyarakat.

Langkah umum yang biasanya untuk pengolahan limbah, terdiri dari sedimentasi, biologis, dan kimia.  Saat ini ada fase tambahan yaitu fase “recycle” yaitu pemanfaatan air kembali menjadi air bersih.  Atau pemanfaatan untuk air utilitas industri, seperti menyiram kebun dan kepentingan lainnya.

Gambar Skema Pengolahan Limbah

Gambar skema pengolahan limbah mencerminkan rangkaian komponen – komponen di dalam water treatment plant.  Sistem ini juga mencerminkan alur dari proses pengolahan limbah, menjadi air yang sudah di treatment.  Fungsi lainnya adalah memudahkan pemeliharaan komponen, serta perbaikan sistem.

pengolahan air limbah
Gambar Skema Pengolahan Air Limbah Dengan TDS Tinggi

Mengapa Membutuhkan Pengolahan Limbah?

Eksplorasi sumber minyak pastinya akan menghasilkan limbah, baik limbah cair maupun limbah padat.  Khusus limbah cair, maka harus melakukan pengolahan limbah agar ketika membuang limbah ke saluran terbuka lebih aman.

Limbah cair mengandung unsur-unsur beracun bagi ekosistem, juga manusia. Fasilitas waste water treatment membantu memurnikan air dan menghilangkan atau menurunkan unsur – unsur mineral yang berlebihan.

Ada beberapa cara untuk pengolahan limbah, yang mana akan tergantung dari jenis limbahnya.  Pada kasus di site Pertamina ini, yang menjadi masalah adalah air sisa pengeboran mempunyai TDS tinggi.

Dengan adanya air TDS tinggi, maka air sisa pengolahan tersebut tidak bisa membuangnya ke saluran terbuka.  Pada pengolahan limbah ini, tujuan pemasangan water treatment adalah hanya untuk membuang ke saluran terbuka.

Badan Pengawasan Lingkungan Hidup di daerah tentunya akan memantau limbah ini. Untuk itu agar tidak mengganggu produksi, maka fungsi fasilitas pengolahan limbah harus berfungsi dengan baik.

Mengapa Menggunakan Membrane Untuk Pengolahan Limbah?

Pengolahan limbah ini adalah limbah dari proses produksi industri.  Selanjutnya  limbah membutuhkan system untuk menghilangkan kotoran sebelum membuangnya ke sungai, danau, saluran terbuka dan lautan.

Instalasi waste water treatment plant adalah fasilitas besar untuk mengolah limbah.  System pengolahan limbah ini terdiri dari pond, intake, pretreatment, flokulasi dan koagulasi, reverse osmosis, dan komponen pendukung lainnya.

Mengapa menggunakan membrane Untuk Pengolahan limbah?  Jenis air dari proses ini adalah nilai TDS yang cukup tinggi, untuk itu salah satu metode yang tepat adalah menggunakan membrane reverse osmosis.

Dengan menggunakan membrane, maka 98% air mineral akan di rejeksi.  Sehingga jika input air sekitar 20.000 ppm, maka air setelah proses RO berkisar 400 ppm.  Sedangkan air rejection akan kembali lagi pond ke – 1.

Pengolahan Air Limbah
Tim Work Pengolahan Air Limbah

Apakah Tujuan Pengolahan Limbah?

Kapasitas dari pengolahan limbah plant di Chevron ini adalah 2 X 13 M³/Jam, sistem ini operasionalnya bekerja secara bergantian.  Namun ketika terjadi peningkatan produksi, maka sistem ini bisa berubah untuk berfungsi secara bersamaan.  Sehingga ketika terjadi produksi limbah banyak, sistem siap bekerja maksimal.

Tujuan dari pengolahan limbah ini adalah mendapatkan kualitas mutu limbah yang sesuai dengan standar.  Dimana syaratnya adalah TDS air yang akan di buang maksimum 4.000 ppm.  Dengan limbah yang aman, akan menjaga ekosistem air yang berkesinambungan.

Kehidupan masyarakat sangat tergantung juga dengan kualitas air, yang nantinya akan membuang ke saluran terbuka.  Harapannya adalah dengan adanya perlengkapan pengolahan limbah, maka kualitas limbah menjadi baik dan tidak berdampak dengan kesehatan masyarakat.

Pada dunia industri menjaga dan memelihara pengolahan limbah, sama artinya menjaga perlengkapan industri itu sendiri.  Untuk jenis industri yang menghasilkan limbah, maka limbahnya harus penuh perhatian.  Jika pengolahan bermasalah, maka sistem produksi juga akan dihentikan.

SWRO Untuk Pengolahan Limbah

SWRO mempunyai tiga jenis kapasitas, Kapasitas kecil, Menengah dan Besar.

Bagaimana Proses Pengolahan Limbah Dengan Reverse Osmosis?

Proses pengolahan limbah minyak dengan reverse osmosis ini tidak semata-mata hanya tergantung dengan unit reverse osmosis saja.  Namun yang juga menjadi sistem utama adalah adanya bak penampungan (pond) limbah yang volumenya cukup besar.

Sistem pengolahan limbah ini mempunyai 3 pond dengan struktur beton yang cukup kuat.  Tujuan dari pembuatan pond ini adalah, untuk menampung curah hujan sebanyak – banyaknya.  Sehingga nantinya terjadi pencampuran air limbah dengan air hujan, akhirnya mengurangi TDS air.

Tujuan lainnya dengan adanya pond yang besar, maka memudahkan mengatur “water balance” ketika terjadi penumpukan volume air.  Tiga buah pond ini mempunyai fungsi overflow, sehingga ada gradasi dari pond 1, pond 2 dan pond 3.  Air baku dari waste water treatment ini akan menggunakan air yang ada pada pond 3.

Proses pengolahan limbah adalah tahapan – tahapan pengolahan yang terdiri dari beberapa komponen system.  Adapun tahapannya seperti di bawah ini.

Tahap 1 - System Intake Pengolahan Limbah

System intake pengolahan limbah adalah proses mengambil sumber air untuk ke tempat water treatment plant.  Pengambilan air intake ini dengan menggunakan pompa end suction, yang menempatkannya pada sisi kolam pond.

Pompa intake mempunyai dua unit pompa yang operasionalnya hanya satu unit bekerja, dan satunya lagi sebagai cadangan.

Rumah Pompa Intake System
Rumah Pompa Intake System

Tahap 2 - System Pretreatment Pengolahan Limbah

Pada proses pengolahan limbah, pemasangan pretreatment harus ada, serta berfungsi baik.  Dengan adanya pretreatment dan berfungsi baik, maka air akan di filter terlebih dahulu.  Serta kondisi lainnya di atur, agar sesuai dengan kebutuhan sistem utama.

Pretreatment ada beberapa jenis, pada sistem pengolahan limbah ini menggunakan beberapa jenis pretreatment.  Adapun jenis pretreatment tersebut adalah Clarifier,  multimedia, Activated carbon Filter.

System Water Clarifier

Penggunaan system water clarifier pada pengolahan limbah ini adalah dengan menambahkan kimia flokulasi dan koagulasi.  Tujuannya air baku yang mengandung suspended atau minyak bisa menggumpal di tangki clarifier menjadi padatan (flok).  Sehingga air yang akan di proses bersih dari sedimen.

Fungsi clarifier ini sangat penting, karena limbah mengandung banyak suspended (lumpur) sisa pengeboran.  Apabila air ini banyak mengandung partikel atau sedimentasi lumpur, maka akan menutup permukaan membrane.  Sehingga membran akan fouling dan berhenti operasionalnya.

Tahap 3 – Pengolahan Limbah Dengan Unit Reverse Osmosis

Pengolahan limbah ini menggunakan SWRO yaitu salah satu jenis RO untuk pengolahan air laut.  Jenis RO ini juga untuk desalinasi, agar mendapatkan air tawar.  Sistem ini terdiri dari komponen, pompa tekanan tinggi, vessel, membrane, instrumentasi, pemipaan dan electronic control.

Komponen utama dari mesin SWRO adalah Pompa Booster dan Membrane RO.  Pompa Booster memberikan tekanan air ke Membrane sebesar 50 – 68 bar.  Walaupun proses pengolahan limbah ini mempunyai TDS baik, namun tidak digunakan untuk konsumsi.

Pada pengolahan limbah ini menggunakan membrane air laut.  Proses ini tidak bisa menggunakan membrane air tawar atau ai payau.    Penggunaan membrane jenis air laut, karena TDS air untuk di proses lebih dari 10.000 – 20.000 ppm.

Air yang bisa menjadi hasil produk RO hanya berkisar 40% dari jumlah air bakunya.  Artinya apabila air baku 13 M³/jam, maka hasilnya hanya 5,2 M³/jam.  Sedangkan air sisanya sebesar 60% akan masuk lagi ke dalam bak pond.

Pengolahan Air Limbah Menggunakan Double Reverse Osmosis
Pengolahan Air Limbah Menggunakan Double Reverse Osmosis

Tahap 4 – Dosing Kimia Waste Water Treatment

System dosing kimia adalah bagian yang sangat penting dari seluruh sistem pengolahan limbah.  Pada system ini, menggunakan dosing untuk beberapa fungsi, seperti untuk flokulasi, koagulasi, pH dan antiscalant.  Masing – masing dosing membutuhkan bahan kimia yang berbeda.

Semua perangkat dosing kimia mempunyai kelengkapan tangki kimia dan mixer pengaduk.  Pada sistem dengan kapasitas yang lebih besar, maka akan menambahkan tangki kimia “preparation” (tangki cadangan).    Semua dosing kimia adalah bagian yang terintegrasi, sehingga operational dan control akan tersambung ke panel control.

Fungsi dosing kimia pada flokulasi dan koagulasi adalah untuk membuat flok dari suspended yang terbawa oleh limbah.  Agar terjadinya flok, maka perlu menambahkan kimia koagulasi dan flokulasi.  Dosing lainnya adalah adanya pH Adjustment dan antiscalant dosing system.

Tahap 5 – Electronic Control Plant Pengolahan Limbah

System electronic control untuk pengolahan limbah, akan menggabungkan semua komponen utama, komponen tambahan dan instrumentasi.  Water treatment plant  selain menggunakan system electronic control terpusat, juga mempunyai beberapa system electronic lokal.

Adapun tujuan menambahkan electronic local ini agar ketika ada masalah lebih cepat perbaikannya. Penempatannya pada pompa – pompa, multimedia filter, SWRO, dll.  Fungsi dari pemisahan panel ini adalah, ketika terjadi masalah terhadap sistem pengolahan limbah tidak perlu membongkar panel induknya.

Pada system pengolahan limbah ini tidak menggunakan PLC (program logic control).  Dengan tidak menggunakan PLC, maka investasi akan lebih murah.  Alasan lainnya adalah karena lebih mudah melakukan perbaikan, ketika ada kerusakan pada panel.  Apabila dengan PLC membutuhkan engineer khusus, ketika permasalahan terjadi.

Tahap 6 - System Cleaning In Place (CIP)

Fungsi system cleaning in place (CIP) pada pengolahan limbah ini, menggunakannya hanya sewaktu – waktu.  Sistem ini sudah mempunyai fasilitas CIP, sehingga ketika ada tim teknik bisa menggunakannya jika terjadi membrane mampat (fouling).  Sumber limbah yang buruk akan mempercepat terjadinya fouling.

Pada system CIP terdapat beberapa komponen seperti: pompa cleaning, tangki bahan kimia, prefilter cartridge, flow meter dan gauge.  Selanjutnya menempatkan komponen tersebut di dalam satu skid frame yang terbuat dari steel atau stainless steel.  Pada pengolahan limbah yang menggunakan RO, maka fasilitas ini mutlak harus ada.

System CIP akan membutuhkan bahan kimia cleaning yang terdiri dari 2 bahan kimia yaitu Asam Kuat dan Basa Kuat.  Mapurna menyediakan bahan khusus cleaning membrane yaitu Floclean MC3 untuk asam kuat, serta Floclean MC11 untuk basa kuat. Pada limbah yang bagus, cleaning mungkin 3 – 4 kali setahun.

“Jangan membiarkan membrane mampat lebih 25% dari kapasitasnya, karena akan susah membuat normal kembali.”

Apa Saja Komponen Reverse Osmosis Untuk Pengolahan Limbah?

Komponen utama dari RO untuk pengolahan limbah yang paling penting adalah Pompa Tekan Tinggi dan Membrane RO.  Pompa tekanan tinggi menghasilkan tekanan 1000 psi.  Serta membran air laut dapat mengolah air dengan TDS 36.000 ppm.  Di bawah ini uraian mengenai keduanya.

Membrane air laut pada pengolahan ini adalah sama seperti yang ada pada pengolahan air laut pada umumnya.  Sesungguhnya pada pengolahan limbah ini bisa menggunakan pengolahan air payau, jika TDS air baku lebih rendah 10.000 ppm. Mengingat fluktuasi TDS air baku, maka penggunaan RO jenis air laut lebih tepat.

Pompa Reverse Osmosis Pengolahan Limbah

Pompa reverse osmosis untuk pengolahan limbah bisa menyebutnya juga dengan pompa high pressure pump (HPP).  Membeli pompa ini harus pada distributor-importir atau melakukan impor sendiri.  Hal ini mengingat beberapa supplier pompa umum tidak menyediakannya.

Untuk menekan air dengan TDS tinggi, maka membutuhkan tekanan yang cukup tinggi.  Secara teori semakin tinggi TDS, maka akan membutuhkan tekanan yang semakin tinggi juga.  Untuk pemilihan pompa tekanan tinggi harus secara cermat, mengingat harganya yang cukup tinggi.

Sistem pengolahan limbah ini menggunakan type plunger dari merk Catpump. Pompa ini mempunyai kelengkapan komponen tambahan seperti dampener, high pressure release, dll.  Pompa ini menggunakan material SS – 316L yang akan tahan terhadap air dengan TDS tinggi.

Membrane RO Air Laut

Pada proses pengolahan limbah, menggunakan membrane RO jenis air laut atau sea water membrane.  Dengan membran jenis ini, maka mampu mengolah TDS air 36.000 ppm.  Sehingga tidak ada kekhawatiran ketika TDS melonjak sampai maksimum.

Sistem pengolahan limbah menggunakan membrane ukuran 8-inch dengan jenis membran TFC.  Perhitungan antara TDS dan kapasitas pengolahan, maka sistem membutuhkan membran sebanyak 15 element.  Beberapa merk membrane yang ada di Indonesia seperti: Filmtec, Hydranautics, LG, Keensen, dll.

Vessel (Housing) Membrane

Pengolahan limbah ini menggunakan vessel membrane ini mempunyai ukuran 8-inch, dengan panjang 5 element. Panjang vessel ini mencerminkan jumlah membrane yang ada di dalam vessel.  Jumlah vessel akan menentukan jumlah membrane yang berhubungan dengan recovery.

Pada saat pergantian membrane RO, maka tidak perlu mengganti vessel membrane.  Umumnya saat pergantian membrane hanya karet seal dan O-ring yang kemungkinan sudah keras.

Dari uraian referensi project tersebut, semoga referensi ini bisa menjadikan pertimbangan kepercayaan tim mapurna sebagai perusahaan water treatment Indonesia. Pengalaman project lainnya bisa melihatnya di halaman portfolio.