A. Pendahuluan
Dalam pengolahan air, resin deionizer berperan penting untuk menghilangkan ion mineral yang terlarut di dalam air. Resin ini umumnya memiliki umur lima hingga sepuluh tahun dan membutuhkan perawatan yang cermat agar tetap efisien.
Gambar 1: Layout filtration resin deionization
Namun, ada sejumlah faktor yang dapat memperpendek masa pakai resin. Faktor-faktor tersebut termasuk kandungan besi dan mangan, aluminium, hardness, kandungan minyak, silika, mikroba, dan oksidasi yang dapat merusak resin.
Proses regenerasi resin dilakukan untuk memperpanjang umur resin deionizer dengan mengembalikan daya serapnya. Untuk mempertahankan efisiensi, proses demineralisasi harus mampu menurunkan nilai conductivity air setidaknya 80-85%.
TDS dari sampel air berdasarkan nilai analisa EC dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
TDS (mg/l) = 0,5 x EC (dS/m atau mmhos/cm)
TDS (mg/l) = 0,5 * 1000 x EC (mS/cm)
Tingginya Total Dissolved Solids (TDS) pada feed water akan memengaruhi frekuensi regenerasi, sehingga semakin tinggi TDS, semakin cepat resin jenuh dan membutuhkan regenerasi.
Regenerasi resin menggunakan bahan kimia seperti HCl atau H2SO4 dan NaOH, yang penggunaannya tergantung pada jumlah resin yang perlu diregenerasi. Semakin sering siklus regenerasi dilakukan, semakin tinggi biaya yang diperlukan.
Berikut reaksi proses regeneration resin:
Ca – Resin + 2HCl → 2H – Resin + CaCl2
Cl – Resin + NaOH → OH – Resin + NaCl
SiO3 – Resin + 2NaOH → 2OH – Resin + Na2SiO3
B. Pembahasan
Efek Coagulant pada Efisiensi Resin Deionization (DI)
Aluminium Sulphate (Al₂SO₄), Poly Aluminium Chloride (PAC), dan Aluminium Chlorohydrate (ACH) adalah chemical coagulant yang sering digunakan dalam pengolahan air untuk membantu mengendapkan partikel halus.
Namun, penggunaannya harus tepat, karena dosis yang berlebihan atau penggunaan yang tidak sesuai dapat menurunkan efisiensi resin deionization. Jika partikel yang diendapkan tidak dihilangkan dengan baik, maka partikel tersebut dapat menyumbat atau mengendap pada permukaan resin dan menurunkan kapasitas serta efisiensinya.
Chemical coagulant dapat mempengaruhi atau merubah karakteristik air seperti pH dan TDS, yang kemudian akan mempengaruhi kinerja resin deionization.
Tabel 1: Perbandingan chemical coagulant Aluminium Sulphate, Poly Aluminium Chloride (PAC), dan Aluminium Chlorohydrate (ACH)
Aluminium Based | |||
Parameter | Alum | PAC | ACH |
Harga | Murah | Relatif Murah | Lebih Mahal |
Corrosivity | Less Extreme | Less Extreme | Less Extreme |
pH Decrease | High | Medium | Low |
Consume Alkalinity | High | Moderate | Low |
Dosage Control | Easier | Easier | More Difficult |
Character Floc | Kecil dan Padat | Kecil dan Padat | Kecil dan Padat |
Sludge Generation | Medium | Medium | Low |
Colouring Effects | Tidak Ada | Tidak Ada | Tidak Ada |
Penggunaan chemical coagulant Aluminium Chlorohydrate (ACH) tidak menyebabkan penurunan pH yang signifikan, sehingga konsumsi alkali untuk adjust pH menjadi kecil. Dengan kondisi ini mengakibatkan kenaikan TDS pada air juga akan kecil.
Penggunaan ACH di Perusahaan BUMN di Dumai-Riau
Pada salah satu unit pengolahan air bersih di perusahaan BUMN di Dumai-Riau, yang menggunakan raw water air gambut (berwarna), dilakukan perubahan dari coagulant Aluminium Sulphate ke Aluminium Chlorohydrate (ACH).
Sebelumnya, perusahaan ini menggunakan Aluminium Sulphate (tawas), tetapi dengan ACH (Hinco Alpha), hasil yang lebih baik dapat diperoleh dengan dosis yang lebih rendah dan tanpa perlu injeksi alkali untuk menyesuaikan pH.
Photo 1: Raw Water
Pengujian Melalui Jar Test
Jar test adalah salah satu metode yang sering digunakan dalam proses water treatment untuk menentukan beberapa hal, seperti:
- Menentukan dosis bahan kimia
- Menentukan urutan injeksi bahan kimia
- Mengoptimalkan kinerja proses pengolahan
- Menyelesaikan masalah operasional proses pengolahan
- Evaluasi skema treatment yang berbeda.
Untuk menentukan bahan kimia terbaik yang akan digunakan untuk proses pengolahan air bersih dilakukan jartest. Dari hasil jar test yang dilakukan didapatkan hasil sebagai berikut:
Tabel 2: Hasil jar test chemical coagulant Aluminium Sulphate, Poly Aluminium Chloride (PAC), dan Aluminium Chlorohydrate (ACH)
Melalui jar test, dosis optimal untuk masing-masing coagulant ditentukan:
- ACH (Hinco Alpha): Dosis optimal 35 ppm tanpa mempengaruhi pH secara signifikan.
- PAC (PCO 04): Dosis optimal 42 ppm, tetapi membutuhkan penambahan pH adjuster (NaOH) sebanyak 14 ppm karena menurunkan pH.
- Aluminium Sulphate (Al₂SO₄): Dosis optimal 70 ppm dan juga memerlukan NaOH sebanyak 16 ppm untuk penyesuaian pH.
Dari ketiga coagulant tersebut, ACH memiliki dampak paling rendah pada kenaikan conductivity, yang sangat penting dalam mempertahankan efisiensi resin deionization.
Tabel 3: Hasil jar test chemical coagulant dan total cost chemical
| No | Chemical Water Treatment | Total Cost Chem. Water Treatment / m3 | |||||
| Coagulant | Flocculant | Chem. pH Adjuster | |||||
| Type | Dosis (mg/L) | Type | Dosis (mg/L) | Type | Dosis (mg/L) | ||
| 1 | Alum | 70 | PA 214 | 0.6 | NaOH | 16 | Rp 397 |
| 2 | PAC | 42 | PA 214 | 0.6 | NaOH | 14 | Rp 421 |
| 3 | ACH | 35 | PA 214 | 0.6 | NaOH | 0 | Rp 331 |
Aplikasi Automatic Injection dengan ACH (Hinco Alpha)
Berdasarkan hasil jar test yang dilakukan, chemical coagulant ACH (Hinco Alpha) hanya menggunakan dosis lebih kecil dan tidak menyebabkan penurunan pH air yang signifikan. Tidak diperlukan injeksi alkali sebagai adjuster pH karena penurunan pH yang kecil.
Gambar 2: Layout proses pengolahan air bersih salah satu Perusahaan BUMN di Dumai-Provinsi Riau
Untuk meningkatkan efisiensi injeksi coagulant, perusahaan menggunakan automatic injection system yang dilengkapi dengan Streaming Current Monitor (SCM). SCM secara otomatis mengatur dosis injeksi coagulant berdasarkan kebutuhan, mengurangi kesalahan manusia dan memastikan stabilitas kualitas air hasil pengolahan.
Gambar 3: Layout auto injection coagulant
Beberapa keuntungan menggunakan SCM untuk injeksi chemical coagulant:
- Mengurangi human error
- Meningkatkan efisiensi injeksi coagulant
- Monitoring otomatis yang memberikan informasi real-time
- Mempercepat keputusan dalam mengatasi masalah
- Prevent processing problems with alarm, trending, and historical record features.
Proses injeksi chemical coagulant ACH (Hinco Alpha) dengan sistem otomatis ini bisa menghasilkan kualitas treated water yang stabil sesuai standar yang ditetapkan.
Photo 2: Treated Water
Kualitas treated air bersih semakin bagus setelah menggunakan ACH (Hinco Alpha) sebagai chemical coagulant pada proses pengolahan air bersih. Injeksi alkali (pH adjuster) tidak perlu dilakukan karena penurunan pH yang kecil. Dan kenaikan conductivity pada treated water juga kecil. Chemical coagulant ACH (Hinco alpha) juga menghasilkan performa yang bagus untuk removal turbidity, color, organic, dan TSS.
Table 4: Performance treatment chemical coagulant Aluminium Chlorohydrate (ACH)
Penghematan Siklus Regenerasi Resin
Ketika menggunakan Aluminium Sulphate, siklus regenerasi resin dilakukan setiap 17 jam, dengan rata-rata 42,3 kali dalam sebulan. Setelah beralih ke ACH (Hinco Alpha), siklus regenerasi diperpanjang menjadi setiap 27 jam, dengan rata-rata hanya 26,6 kali dalam sebulan.
Dengan penurunan 15 kali regenerasi per bulan, kebutuhan bahan kimia untuk regenerasi resin juga berkurang, yang berarti pengurangan biaya signifikan dalam proses regenerasi.
C. Kesimpulan
Penggunaan chemical coagulant ACH (Hinco Alpha) di salah satu unit pengolahan air perusahaan BUMN di Dumai-Riau, mampu mengurangi frekuensi regenerasi resin dan menekan biaya proses pengolahan air bersih secara signifikan. Selain itu, stabilitas kualitas air bersih dapat terjaga tanpa memerlukan penyesuaian pH tambahan, serta kenaikan conductivity yang minimal membantu menjaga efisiensi resin deionization.