Kelompok Teknologi Pengelolaan Air Bersih Dan Limbah CairPusat Pengkajian Dan Penerapan Teknologi Lingkungan

BPPT.

METODA PEMISAHAN MINYAK UNTUK PENGOLAHAN AIR LIMBAH INDUSTRI

Oleh :

Ir. Nusa Idaman Said, M.Eng dan Ir. Ruliasih Marsidi

•Pengolahan awal pemisahan minyak (preliminary oil

removal).

•Pemisahan minyak secara fisika-kimia (physicochemical

oil removal)

•Pengolahan sekunder dengan proses biologis

(biological proses).

TAHAPAN PROSES PENGOLAHAN AIR LIMBAH INDUSTRI PERMINYAKKAN :

Tahapan proses pengolahan air limbah industri perminyakan dan petrokimia.

Diagram proses pengolahan air limbah industri perminyakan dan petrokimia yang berlokasi di dekat pantai.

Pengelolaan air limbah dan pemilihan proses pengolahan air limbah industri perminyakan dan petrokimia.

METODA PEMISAHAN MINYAK

1. PEMISAHAN MINYAK SECARA GRAVITASI

2. PEMISAHAN MINYAK SECARA FISIKA-KIMIA

3. PEMISAHAN MINYAK DENGAN PROSES FILTRASI DAN COALENSCENCE

4. PEMISAHAN MINYAK DENGAN HYDROCYCLONE

5. PEMISAHAN MINYAK DENGAN FILTRASI MEMBRANE

proses DAF dengan pH 7, proses DAF dengan pH 8.

Lapisan oli 7 cm

Air dan fraksi terlarutnya

lapisan oli 0.5 cm

lap yang terlarutkan oleh NaOH

Air dan fraksi terlarutnya

PRINSIP PEMISAHAN MINYAK SECARA GRAVITASI

Kecepatan Pengapungan Butiran Minyak ( rising velocity of oil droplets) :

18

v = d2 ( - ’ )

g

dimana : = berat jenis air’ = berat jenis minyakg = percepatan gravitasi = viskositas dinamik minyak ( 10-1Pa.s dalam poise)d = diameter butiran minyak

Dari Rumus di atas dapat dilihat bahwa kecepatan pengapungan, v adalah fungsi darl kuadrat dari diameter butiran, d dan perbedaan berat jenis air dan minyak ( - ’ ).

• Temperatur air dan viscositas dinamik air limbah.• Berat jenis air dan minyak• Ukuran distribusi butiran minyak dalam air

Data yang perlu diketahui untuk perencanaan unit pemisah minyak :

Crudes :   Berat Jenis

  Produk :   Berat Jenis

Hassi Messaoud

… 0,8   Bahan bakar motor

…… 0,71 - 0,73

Agha Jari … 0,85   Petroleum spitits

…… 0,78

Qatar … 0,86   Kerosine …… 0,79

Kuwait … 0,88   Minyak diesel

…… 0,81 – 0,98

Nigeria … 0,9   Bensin (fuel oil)

…… 0,90 – 0,93

Tijuana … 0,989        

Berat jenis dari beberapa minyak mentah dan jenis produk bahan bakar minyak.

TEMPERATUR

Pengaruh suhu terhadap viscositas absolut air.

Pengaruh suhu terhadap densitas air tawar dan air laut.

Kecepatan pengapungan (rising velocity) dari butiran minyak di dalam emulsi air (soft water), diameter 150 um.

Kecepatan Pengapungan (rising velocity) dari butiran minyak di dalam emulsi air laut (sea water), diameter 150 m .

Pemisah Minyak API Longitudinal (Longitudinal API Separators)

DISAIN :

Pemisah didisain untuk menghilangkan butiran munyak dengan ukuran lebih dari 150 micrometer. Persamaan kecepatan keatas yang disebut terdahulu menjadi :

v = m/jam

0,44 ( - ’ )

Standar API menentukan tiga parameter utama :

1.       Area horizontal terpakai S dari air, S = F. Q/v ,

Dimana : Q = Laju alir air bakuF = Koefisien koreksi sama dengan Fd x Ft, dimana Ft adalah factor

turbulensi yang disefinisikan sebagai V/v ( V adalah kecepatan horizontal air yang bergerak melalui settler dan Fd adalah factor distribusi sekitar 1,2.

Harga V yang disarankan harus tidak boleh lebih besar 54 m/jam.

Hubungan antara V/v, Ft dan F dapat ditunjukkan pada Tabel

berikut :V/v Ft F

6 1,14 1,37

10 1,27 1,52

15 1,37 1,64

20 1,45 1,74

       2. Potongan melintang vertical minimum (A), yakni A = Q/V

Dengan harga V lebih kecil 45 m /jam diasumsikan distribusi pada inlet settler cukup bagus

3. Perbandingan tinggi atau kedalaman dan lebar bak antara 0,3 dan 0,5

-         

Lebar antara 1,8 sampai 6 mKedalaman antara 0,65 sampai 2,4 m

Pemisah minyak API dengan peralatan scraping (pengeruk) pada dasar bak.

Pemisah minyak API (American Petroleum Institute) dengan peralatan peralatan pengeruk tipe rantai (chain) dan drum

pengumpul minyak.

Pemisah Minyak API Longitudinal

PEMISAH MINYAK SEDERHANA

WEIR LOADING API GRAVITY SEPARATOR :

Beban hidrolik weir (weir loading) diatur antara 30 sampai 50 m3/jam per meter panjang weir

Salah satu contoh layout Pemisah Minyak API

Suhu air 50 oF (10 oC) 70 oF (20 oC) 105 oF (37 oC)

Berat jenis minyak 0,94 0,90 0,87 0,94 0,90 0,87 0,94 0,90 0,87

Droplet velocity150 m (m.h-1)

1,98 3,24 4,14 2,9 4,5 5,7 5 7,4 9

Kecepatan air longitudinal (m.h-1)

30,6 48,6 54 43,2 54 54 54 54 54

Faktor F 1,64 1,64 1,59 1,64 1,56 1,50 1,52 1,44 1,38

Laju alir dalam m3.h-1 per m2

1,21 1,94 2,6 1,77 2,94 3,9 3,37 5,22 9,6

Area dalam m2

Treating 227m3.h-1

184 115 86 126 76 58 67 43 34

Contoh disain pemisah minyak API untuk HC berat (heavy HC)

Pemisah Minyak Circular (Circular Oil Separators)

Struktur dikubur di Bawah Tanah Atau Diatas Tanah

Pemisah minyak tipe circular Degremont

Pemisah minyak tipe bulat dilengkapi dengan sistem pengeruk dengan pemisahan dua tahap, diameter bak dapat mencapai lebih dari 6 m, dan laju alir dapat mencapai 75 - 100 m3/jam. Unit tersebut dilengkapi dengan sumur pengumpul lumpur. Untuk pemisah minyak dengan diameter 4 hingga 6 m membutuhkan pompa celup untuk pengambilan lumpur dari sumur pengumpul

Pemisah minyak tipe circular

Pemisah Lamella arah berlawanan (couterflow lamella separators)

Lamella CPI (Corrugated Plate Interceptors).

Pemisah minyak CPI dengan ukuran modul 1 x 1 x 1,75 m dan jarak antar plate 2 - 4 cm, ruang yang dibutuhkan sebesar 2,2 m x 4,95 m, dengan kedalaman 3,85.

Pemisah dengan aliran air dan minyak searah (water and oil cocurrent flow sepatator)

Diagram proses pemisah minyak lamella Skimovex

Pemisah Minyak Crossflow

Pemisah Minyak PPI (Parallel Plate Interceptor)

Dapat menurunkan konsentrasi sisa minyak (residual concentration) mencapai 20 - 50 mg/l.

PEMISAHAN MINYAK SECARA FISIKA-KIMIA (EFLUEN DARI PEMISAH MINYAK AWAL)

Proses pengolahan fisika-kima dilakukan untuk mengolah air limbah yang mengandung polutan antar lain yakni :

• Senyawa hidrocarbon dalam kondisi emulsi yang halus dengan konsentrasi antara 30 sampai 100-150 mg/l.• Senyawa yang berupa koloid atau zat-zat tersuspensi.• Senyawa logam terlarut ataupun yang berupa oksida tersuspensi.• Senyawa sulfida

Proses pemurnian air secara fisika-kimia

Proses Koagulasi – Flokulasi

Flokulasi konvensional :

   

FeCl3 Fe3+ + 3 Cl- q- = q+

Pelarutan dan ionisasi koagulan inorganic yang muatan positifnya menetralkan muatan negatif emulsi atau koloid :

  

3OH- + Fe3+.n H2O Fe(OH)3.n H2O

Pengendapan hidroksida logam hidrophilik :

Flokulasi dengan memperbesar flok hidroksida dimana koloid yang tidak stabil teradsorbsi. Kadang-kadang flokulant anionic ditambahkan untuk memperbaiki proses.Untuk garam besi, sejumlah 50 -100 mg/l FeCl3 50% , dapat

mengendapkan 17 - 35 mg/l Fe(OH)3.

Flokulasi dengan Koagulan Organik Kation

 

Tipe Struktur (bentuk) Berat Molekul Bentuk Komersial

Anionic Acrylamide dan Acrylic acid copolymers

   Flocculant

Nonionic Polyacrylamide 106 - 107 Powder,

Tipe 1 Cationic Acrylanmide copolymer dan cationic monomer

  emulsion

Tipe 2 Cationic = coagulant

Melamine, formaldehyde, EPI, DMA, poly DAD MAC

 104 - 105

Coagulant10 % larutan atau

emulsi

Beberapa Tipe Polielektrolit Utama

Polimer anionik digunakan untuk flok hidrksida logam yang cenderung bermuatan positip.

Polimer kationik digunakan untuk flok koloid misalnya Organic Matter, lumpur aktif.

Polimer nonionik digunakan pada saat kondisi antara (kadang-kadang dengan CaCO3).

Konsentarsi 0,05 – 0,1 gram per liter.

Beberapa koagulan organik yang ada dipasaran menggunakan beberapa nama dagang antara lain : Kemazur 4516 dan 4521, Cyanamid 507, Nalco 3364, Alchem 7607, Tetrolite J 121 dan WC 14.

Disarankan untuk melarutkan koagulan komersial cair yang mengandung zat aktif 1 gram per liter dengan air yang kandungan garamnya (salinitasnya) sesuai dengan spesifikasi koagulan.

Biasanya lebih disukai menggunakan air lunak (soft water).

Diperlukan tenaga pengadukan yang tinggi dengan air yang akan diolah dengan kecepatan gradien (G) sebesar 500 - 1000 detik -1 dalam beberapa detik. Pengadukan dapat dilakukan dengan pompa centrifugal atau melalui mixer mekanik.

Waktu flokulasi tergantung pada beberapa hal antara lain yakni sifat emulsi, serta temperatur. Untuk suhu di atas 20 oC, waktu yang diperlukan biasanya 2 (dua) hingga 4 (empat) menit. Dapat naik menjadi 15 menit pada penambahan suhu 12oC.

Kecepatan gradient (G value) dalam fasilitas flokulasi tidak boleh terlalu besar, contoh sekitar 50 sampai 150 detik -1. Jika harga kecepatan gradien terlalu besar maka flok yang akan terbentuk akan dapat pecah kembali.

Kriteria Proses Koagulasi :

Desulfurisasi dengan Pengendapan FeS

Proses desulfurisasi atau penghilangan senyawa sulfur dapat dilakukan dengan cara oksidasi atau dengan proses stripping. Penggunaan proses oksidasi jarang digunakan untuk air limbah yang bersifat umum. Proses oksidasi biasanya banyak digunakan untuk air limbah Sour Condensate yang mengandung senyawa sulfur 0 – 300mg/l sebagai S-2.

Pengendapan secara kimia sebelum proses flokulasi umumnya digunakan untuk air limbah yang mengandung senyawa sulfur dengan konsentrasi antara 10 – 50 mg/l, dengan tujuan untuk menurunkan konsentrasi senyawa sulfur setelah proses pemisahan sampai kurang dari 1 – 0,5 mg/l sebagai S-2.

Untuk pengendapan senyawa sulfur menggunakan garam besi, hasilnya sangat bervariasi tergantung kepada ada tidaknya atau besar kecilnya konsentrasi oksigen di dalam air limbah. Tetapi untuk kedua kasus tersebut biasanya perlu bahan pembantu hidroksida agar flokulasi FeS atau So dapat dikontrol dengan

baik.

Pengendapan tanpa oksigen terlarut

Pengendapan FeS :

 

Fe2+ + S2- FeS

Untuk mengendapkan 1 mg S2- memerlukan bahan koagulan FeSO4.7H2O

sebesar 8,7 mg/l dan endapan FeS yang terjadi adalah 2,75 mg.

Coprecipitasi FeS dengan menggunakan hidroksida besi :

Fe2+ + S2- Fe(OH)3

Sebagai contoh untuk 1 mg per miligram FeS memerlukan Fe2SO4. 7H2O sebesar 8,5 mg atau FeCl3 50 % sebesar 8,1 mg.

Pengendapan dengan adaya oksigen terlarut

10 S2- + 3 O2 + 4 Fe2+ + 6 H2O 4 FeS + 6 S + 12 OH-

Untuk 1 mg S2- maka :

Konsumsi Fe2SO4. 7H2O = 3,5 mg/l

Konsumsi FeCl3 50 % = 1,2 mg

Persipitasi FeS dan S =1,7 mg

Kebutuhan bahan pembantu Fe(OH)3 atau Fe(OH)2 sebesar 1,5 –3

mg dimana membutuhkan Fe2SO4. 7H2O sebesar 4,6 – 9,2 mg

atau FeCl3 50 % sebesar 2,2 – 4,5 mg.

Beberapa proses pengkondisian Secara Kimia yang umum dilakukan

Diagram yang pertama merupakan proses fisika-kima yang agak umum digunakan untuk pengolahan air kondensat, yang dilengkapi dengan proses oksidasi sulfida. Air limbah biasanya agak bersifat alkali (basa), oleh karena itu pH air harus dikoreksi dengan proses netralisasi agar proses koagulasi dapat berjalan dengan baik. Proses harus dilakukan dengan waktu tinggal yang cukup umumnya berkisar antara 10 –15 menit. Untuk proses oksidasi sulfida dilakukan dengan waktu tinggal yang lebih lama yakni antara 30 – 90 menit.

Diagram proses yang ke dua menunjukkan proses pengendapan FeS tanpa oksigen. Proses biasanya dilakukan dengan membubuhkan koagulan anorganik misalnya menggunakan ferosulfat. Pengendapan termasuk juga proses netralisasi dapat dilakukan dengan waktu tinggal sekitar 15 menit.

Diagram yang ke tiga adalah menunjukkan proses yang umum dilakukan untuk pengolahan air limbah yang umum. Prosesnya meliputi pencampuran cepat (rapid mixing) dengan waktu inggal 1-2 menit, dan dilanjutkan dengan proses flokulasi. Waktu tinggal yang digunakan bervariasi antara 6- 12 menit tergantung dari suhu air limbah.

Pemisahan Flok Dengan Proses Pengendapan

Di dalam pemisahan minyak proses pemisahan flok dengan cara pengendapan sudah jarang digunakan lagi. Agar flok yang terjadi lebih cepat mengendap maka perlu dilakukan proses agar densitas flok menjadi lebih besar (densification) dengan cara penambahan kapur atau CaCO3 dengan

konsentrasi 50 sampai 100 mg/l, dan bak pengendap harus didisain dengan pembebanan permukaan (surface loading) yang rendah yakni sekitar 0.4 sampai 1 m3/jam per m2 luas pengendap. Bahan koagulan yang digunakan umunya adalah yang koagulan anorganik.

Recycle lumpur secara internal atau eksternal agar proses flokulasi berjalan lebih baik tidak diperlukan sepanjang flok yang dihasilkan paling sedikit memiliki konsentrasi SS 150 sampai 200 mg/l. Flokulator dapat diletakkan atau dipasang ditengah-tengah pengendap. Lumpur atau sludge yang dihasilkan banyak mengadung CaCO3 dengan kandungan 60

g/l (Dry Solids) dan jumlahnya dapat mencapai 0.25 - 0.45 % dari volume air yang diolah.

Pemisahan Flok Dengan Proses Flotasi

A. Flotasi dengan Udara Terlarut atau Dissolved Air Flotation (DAF) 

B. Flotasi dengan dispersi Udara atau Dispersed Air Flotation

C. Flotasi dengan Proses Vacum (Vacuum Flotation)

Diagram proses DAF (dissolved-air flotation) tanpa resirkulasi

Diagram proses DAF (dissolved-air flotation) dengan resirkulasi.

Dispersed Air Flotation atau Induced Air Flotation

Sistem pemisah minyak flotasi bentuk bulat (circular).

Penggunaan DAF di dalam Industri Pemurnian Minyak 

Proses DAF banyak digunakan di industri pemurnian minyak (refineries industry) untuk proses pemisahan minyak di dalam air limbah. Proses DAF dilakukan dengan menggunakan gelembung udara yang sangat halus dengan ukuran 50 sampai 100 m ke dalam flok minyak dan menghasilkan agregat yang sangat ringan yang menghasilkan kecepatan pengapungan (rising velocity) dalam air cukup signifikan, misalnya 7 sampai 15 m/jam pada 20oC.

Gelembung-gelembung udara dihasilkan air limpasan dari hasil proses flotasi yang disirkulasi kembali yakni sekitar 20 – 50 % air yang diolah dengan tekanan 4 - 6 Bar. Udara yang dimampatkan dilarutkan dalam air sirkulasi tersebut di dalam tangki yang disebut pressurizing drum , kemudian air dilewatkan valve ekspansi dan dikontakkan dengan air baku limbah yang telah diflokulasi dengan tekanan 0,2 – 0,4 Bar. Ekspansi dan pencampuran dengan air yang telah diflokulasi harus dilakukan dengan hati-hati.

Air limbah yang telah diflokulasi dialirkan ke bagian tengah bawah bak flotasi dan keluar melalui dinding siphon keliling (peripheral siphoid). Sebagian air limpasan (air olahan ) yakni 20 sampai 50% dari disirkulasi kembali ke tangki tekanan (pressurizing tank)

Dengan pengotrolan yang tepat terhadap expansion valve dapat menyebabkan terbentuknya gelembung udara yang sangat halus dengan ukuran antara 50 - 80 micrometer. Dengan adanya gelembung udara halus tersebut akan akan singgungan dengan flok dan flok akan ikut menempel dan akan ikut terangkat kepermukaan.

Lumpur yang telah terapung mempunyai konsentrasi 50 – 100 gram per liter, dengan volume mencapai . 0.15 - 0.30% dari volume air yang diolah dengan menggunakan koagulan anorganik. Jika menggunakan koagulan organik konsentrasi lumpur yang dihasilkan dapat mencapai 80 – 200 gram per liter.

Kondisi operasi DAF yang umum digunakan :

Beban permukaan (surface Loading) = 4 - 6 m3/jam per meter persegi luas bak (clarification).

Pressurized water recycling di ambil dari beberapa sumber : -          Resirkulasi dari klarifier = 15 –30 % Resirkulasi dari proses pemekatan (Thickening) = 30 – 60 %.

Konsumsi udara bertekanan untuk klarifikasi = 250 – 50 STD liter per m3 air

  Konsumsi udara bertekanan untuk thickening = 0,01 – 0,02 kg per kg dry sloids (HC + Activated sludge).

 

Sedimentation

   

Separation Process  DAF

      FeCl3 Organic Coagulant

Separator Area

(m2) 660 150 100

  Lime 20 - 50 - -

Consumption 50 % FeCl3 20 - 60 10 - 50 -

(kg/h) Organic Coagulant AM

(active matter)

- - 0,5 – 1,0

  Anionic Flockulant

0,25 – 0,4 0,3 – 0,5 0,1 – 0,5

Power (KW)   5 -8 25 - 30 20 – 30

Sludge Volume

(m3/day) 36 - 48 24 - 36 5 - 10

Perbandingan Teknis Dua Cara Pengendapan untuk Flok Bermiyak, Debit aliran 500 m3 per jam. 

 

  INLET OUTLET KOSENTRASI

FLOTASI Hidrocarbon (mg/l)

SS (mg/l) Hidrocarbon (mg/l)

SS (mg/l) LUMPUR (gr/l)

Dg 10 mg/l Aluminium sulfat

150 70 21 24 70 – 80 DS

+ 1 mg/l anionic polyelektrolit

120130

5963

1816

2028

70 – 80 DS 70- 80 DS

Dg 0,7 mg/l AM koagulan organik

160112

17370

1318

1717

120 –180 DS

120 – 180 DS

Efisiensi DAF di dalam Industri Petrokimia

Pemisahan dengan Proses Filtrasi (down Flow on Granular Material)

Filter bertekanan dengan dua lapisan media untuk pemisahan minyak.

1. Inlet Air Baku

2. Pengumpul lumpur

3. Outlet

4. Inlet Udara

5. Air Pencuci

6. Outlet Air Cucian

7. Lantai Penyangga

8. Media pasir

9. Anthracite

Untuk filter dengan media atau unggun satu lapis dibuat butiran pasir,dengan ukuran efektifnya 1,35 - 1,8 mm tergantung kegunaannya.

Untuk filter dengan media atau unggun dua lapis terbuat dari butiran pasir dengan ukuran efektif 0,85 - 1,35 mm dan anthracite 1,6 – 2,6 mm atau 2,5 – 4 mm.

Pressure drop maksimum berkisar antara 0,6 - 1,5 bar, dengan kecepatan penyaringan 15 - 20 m/jam atau bahkan sampai mencapai 25 m/jam.

KONDISI OPERASI :

Walaupun efisiensi tinggi namun berkisar antara tetap berkisar 84 - 91 %.Dengan menggunakan koagulan organik, efisiensi naik menjadi di atas 90 % namun dengan risiko pressure drop lebih cepat terjadi.

Pemisahan minyak dengan cara Filtrasi.

Jumlah filter minimal tiga sampai delapan unit. Kran regulating biasanya dipasang pada setiap filter agar dapat mengatur kecepatan penyaringan.

Kecepatan penyaringan berkisar antara 20 – 30 m/jam

Pemisahan minyak dengan cara Filtrasi.

Pemisahan dengan Proses Coalescence

Penyaringan dengan proses coalescence dengan menggunakan filter upflow dapat terpenuhi apabila air yang disaring tidak mengandung konsentrasi SS yang terlalu tinggi, dan apabila HC yang ada di dalam air limbah tidak mempunyai viskositas yang terlalu tinggi (misalnya untuk air panas) atau pour point (titik tumpah) terlalu tinggi (paraffin risk).

Proses ini banyak digunakan untuk jenis air limbah tertentu misalnya produced water, air kondensat panas, dan jarang digunakan untuk memisahkan minyak yang berasal dari tumpahan minyak atau air limbah yang dihasilkan akibat kegagalan proses.

Filter coalescer tipe Collexer

Filter coalescer

Coalescer mempunyai daerah perkolasi dengan kecepatan yang rendah dengan pasir yang telah dibuat agar mudah menyerap minyak (oleophilic), dan zona bagian atas untuk pemisahan butiran minyak dengan pengendapan bertingkat (differential settling). Zona bagian bawah difungsikan untuk mendorong penggabungan minyak (precoagulated) dan destabilisasi lapisan film minyak yang menutupi butiran media dan perlahan-lahan menjadi lebih tebal menuju ke bagian atas medium. Pada bagian puncak medium, buriran minyak akan menjadi butiran besar dan bebas dengan ukuran 0,5 -5 mm.  Butiran bergerak dengan kecepatan pengapungan (rising velocity) 50 - 100 m/jam dan dapat dengan mudah dipisahkan dari cairan yang telah diolah yang disirkulasi secara searah dengan kecepatan 20 - 25 m/jam. Proses pemisahan minyak ini terjadi semua di bagian atas coalescer. Proses ini khususnya dirancang untuk memisahkan minyak bukan SS atau flok.

Pemisahan minyak dengan Static Hydrocyclone

Air yang mengandung rminyak dengan tekanan tinggi dimasukkan secara tangensial ke unit hydrocyclone melalui inlet pada bagian atas dari ruang pengadukan. Ruang pengadukan mengarahkan aliran kedalam vortex tanpa merusak pusat aliran berlawanan. Pada saat aliran didorong kebawah vessel, akan mengangkat helical form ke atas sepanjang dinding vessel. Fasa air yang pekat bergerak ke dinding vessel, menggantikan fasa minyak yang ringan menuju ke titik pusat. Air melanjutkan jalur pusaran (helical path) ke bawah dinding dan keluar pada aliran di bawah yang merupakan outlet air olahan. Minyak masuk ke dalam inti tekanan rendah dan berbalik mengalir ke atas vessel untuk dikeluarkan pada outlet bagian atas. Hal ini terjadi dengan mempertahankan tekanan aliaran minyak yang dikeluarkan lebih rendah dari tekanan air olahan.

Proses pemisahan minyak dengan hydrocyclone dilakukan dengan prinsip perbedaan berat jenis minyak dan air dengan menggunakan gaya centrifugal yang tinggi / besar. Dengan adanya gaya centrifugal maka minyak akan terpisah dengan air. Hydrocyclones merupakan teknologi offshore yang paling baik yang tersedia untuk mengolah produced water. Dalam beberapa tahun terakhir, alat ini telah menjadi alat pilihan pada kebanyakan instalasi baru.

Skema penampang Hydrocyclone untuk pemisahan minyak

Keuntungan : Proses hidrosiklon dapat dilkukan dengan waktu tinggal sangat pendek hanya 2 detik, akibatnya peralatan dapat dibuat dalam bentuk kecil dan ringan.Disain dapat dirancang dalam bentuk modular yang flexible.Operasional dan perawatannya mudah, karena tidak ada bagian yang bergerak.Dapat memisahkan butiran minyak dengan ukuran > 10 mikron dengan sangat efisien. Kualitas effluent dapat mencapai 40 mg/l, hal ini hampir sama dengan kualitas hasil dari proses flotasi.Tahan terhadap pergerakan platform (proses terapung).Tahan terhadap penyumbatan.Strat-up cepat .Laju air berminyak yang dikeluarkan sangat rendah (berkisar 1%) dibandingkan dengan sistem flotasi yang besarnya 10 %.

Kekurangan : Sangat bergantung pada perbedaan berat jenis air dan minyak.Memerlukan tekanan operasi yang cukup tinggi >70 psi.Untuk sistem tekanan rendah, diperlukan shear pump rendah untuk menambah tekanan sistem.

Peralatan pengolahan produced water hidrosiklon telah dipasang pada beberapa platform di Laut Utara, Teluk Meksiko dan Timur Tengah. Conoco telah memasang dan berhasil mengoperasikan alat ini di platform Hutton dan Murchison di Laut Utara, di Dubai dan di Teluk Meksiko. Kualitas air effluent secara konsisten memenuhi syarat air buangan dengan karakteristik dispersed oil dalam air buangan < 40 mg/l di Laut Utara dan < 48 mg/l dari total minyak di Teluk Meksiko.

Kualitas air rata-rata selama 12 bulan di Hutton (September 1990 sampai Agustus 1991) dikaji. Dari 466 sampel yang diambil pada periode ini, hanya 5 (1,1 %) yang di atas 40 mg/l. Ada 33 sampel diatas 30 mg/l dan 73 diatas 25 mg/l. Bardasarkan data ini, maka hidrosiklon dapat mengolah produced water hingga 40 mg/l dispersed minyak.

KUALITAS AIR OLAHAN

Pemisahan Minyak dengan Filtrasi Membrane

Beberapa sistem membran, untuk menghilangkan minyak dan lemak dari produced water, telah diuji pada beberapa tahun terakhir ini. Khususnya sistem membran Alcoa/Petrolox telah diuji oleh beberapa operator offshore baru-baru ini. Sistem membran lain (Zenon, Strok, X-Flow, Abcor dan SDI) telah diuji sampai batas tertentu.

Data menunjukkan bahwa filtrasi membran crossflow mempunyai potensi untuk menyaring level bawah minyak dan lemak (<10mg/l) dari produced water dari pada dari unit flotasi atau hidrosiklon (hydrocyclone). Namun teknologi membran akhir-akhir ini sedang pada tahap pengembangan dan tidak dapat diterapkan secara ekonomis untuk pengolahan produced water.

Pemisahan minyak dengan Filtrasi Membrane

Air limbah yang mengadung minyak ditampung di dalam bak penampung air limbah. Bak penampung tersebut berfungasi selain untuk penampungan juga untuk pemisahan minyak awal serta untuk mengendapkan kotoran yang berupa padatan.

Selanjutnya air limbah ditransfer ke bak pemisah minyak gravitasi, minyak yang terkumpul pada bagian atas dipisahkan dan ditampung ke dalam tangki slop minyak yang selanjutnya dibakar atau dikelola lebih lanjut.

Selanjutnya air limbah yang telah telah terpisah minyaknya dipompa ke unit filtrasi membrane dengan tekanan 50-60 psi untuk memisahkan minyak yang belum terpisahkan. Air yang keluar dari unit filtrasi membrane merupakan air olahan dengan kandungan minyak < 10 mg/ dan untuk hidrocarbon (HC) dapat mencapai 10 – 50 mg/l.

Sedangan konsentratnya mengadung 40 – 60 % minyak disirkulasi kembali ke bak pemisah minyak gravitasi untuk dipisahkan minyaknya. Untuk proses pemisahan minyak dengan filtrasi membrane dapat digunakan untuk air limbah dengan kisaran pH yang lebih luas yakni pH 2,5 – pH 13,0.

PROSES :

Unit pemisahan minyak dengan proses filtrasi membrane.

MODUL FILTRASI MEMBRANE

Keuntungan :Menghilangkan minyak yang terdispersi dalam produced water sehingga menghasilkan effluent yang mengandung minyak < 10 mg/l

Elemen membran sederhana namun membutuhkan integrasi dengan sistem yang kompleks

Kerugian :Laju flux volumetric rendah.Memerlukan laju recycle yang besar menyebabkan kebutuhan ruang yang besar dan juga energi yang besar.Sensitif terhadap perubahan karakteristik dan kualitas aliran umpan, juga dosis kimia.Studi kelayakan recycling reject (aliran buangan mengandung minyak dan padatan) mengalir kembali ke dalam sistem produksi.Kebutuhan bahan kimia untuk pembersihan membran harus dibuang berturut-turut.Waktu tinggal dalam sistem lebih kurang 10 menit. Unit merupakan tambahan pada sistem pengolahan air seperti hidrosiklon, flotation cells.Tenaga kerja intensif.

PENUTUP Dari uraian tersebut di atas dapat disimpulkan bahwa proses pemisahan minyak di dalam industri permiyakan maupun industri secara umum merupakan merupakan proses awal di dalam sistem pengelolaan air limbah. Proses pemisahan minyak terdiri dari dua tahap yakni pemisahan minyak awal yang uumunya secara gravitasi dan pemisahan minyak secara fisika-kimia dilanjutkan dengan proses pengapungan atau proses lainnya misalnya proses filtrasi, proses coalescence, proses filtrasi menbrane atau proses lainnya.

Untuk pemisahan minyak dari produsced water yang terletak di pengeboran minyak lepas pantai (offshore) umumnya mengunakan proses pemisahan minyak dengan hydrocyclone karena bentuknya kecil dan kompak.

Untuk pemisahan minyak secara fisika-kimia biasanya menggunakan bahan koagulan atau flokulan organik ataupun anorganik yang pemakaiannya disesuaikan dengan jenis serta karaktersitik air limbahnya.