Desalinasi dan Deaerasi

1.1 Deaerasi

Deaerasi adalah perlakuan terhadap air untuk menghilangkan gas-gas yang

larut dalam air. Adapun gas-gas yang larut dalam air adalah : 

1) Oksigen ( O2 )

2) Karbondioksida ( CO2 )

3) Hidrogen ( H2S ) 

Pengaruh gas CO2 dalam air dapat menyebabkan air bersifat asam. Bila

gas ini terkandung dalam air, maka air menjadi korosif terhadap pipa yang

akan membentuk besi karbonat yang larut. Didalam air yang terkandung 2-50

ppm CO2, air bersifat korosif. Gas yang mempercepat korosi adalah oksigen,

korosif yang terjadi mengakibatkan lubang-lubang. Untuk menghilangkan

gas-gas terlarut seperti oksigen, dapat didilakukan dengan cara mekanis atau

kimiawi.

Metode deaerasi ini dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu : 

1) Metode deaerasi dengan sisitem pemanasan

Proses deaerasi pemanasan adalah proses pemisahan yang

dilakukan dengan menggunakan peralatan mekanik yang telah dirancang

sedemikian rupa yang digunakan untuk proses kerja sesuai dengan yang

diinginkan. Prinsip dasar dari deaerasi dengan sisitem pemanasan adalah

apabila temperature dinaikkan pada air maka kelarutan dari gas-gas akan

berkurang atau turun. Jadi syarat-syarat terjadinya deaerasi secara

maksimal itu sangat tergantung pada temperature. Jika temperature tidak

sesuai dengan yang seharusnya, maka deaerasi tersebut tidak berjalan

baik. 

2) Metode deaerasi dengan system penambahan zat kimia (perlakuan kimia)

Deaerasi dengan sistem penambahan zat kimia atau perlakuan

kimia adalah dengan cara memasukkan larutan kimia kedalam air, dengan

penambahan zat kimia air akan bereaksi dengan zat kimia yang diberikan

sehingga gas-gas yang terlarut dalaair akan cepat hilang, tergantung jenis

zat kimia yang diberikan.

1.2 Pengenalan Deaerator

Deaerator adalah alat yang bekerja untuk membuang gas-gas yang

terkandung dalam air ketel, sesudah melalui proses pemurnian air ( water

treatment ). Selain itu deaerator juga berfungsi sebagai pemanas awal air

pengisian ketel sebelum dimasukkan kedalam boiler. Deaerator bekerja

berdasarkan sifat dari oksigen yang kelarutannya pada air akan berkurang

dengan adanya kenaikan suhu. Pengenalan deaerator dapat dilihat pada

gambar berikut.

Gambar 1.1. Deaerator

(sumber : angga fauzian, 2012)

Alat deaerator ini terdiri dari dua drum dimana drum yang lebih kecil

merupakan tempat pemanasan pendahuluan dan pembuangan gas-gas dari

bahan air ketel, sedangkan drum yang lebih besar adalah merupakan tempat

penampungan bahan air ketel yang jatuh dari drum yang lebih kecil di

atasnya. Pada drum yang lebih kecil terdapat spray nozzle yang berfungsi

untuk menyemprot bahan air ketel menjadi butiran-butiran air halus agar

proses pemanasan dan pembuangan gas-gas dari bahan air ketel lebih

sempurna. Juga pada drum yang lebih kecil disediakan satu saluran vent agar

gas-gas dapat terbuang ( bersama steam ) ke atmosfer. Unsur utama dalam

menentukan keberhasilan dari proses ini adalah kontak fisik antara bahan air

ketel dengan panas yang diberikan oleh uap. Beberapa hal yang perlu

diperhatikan pada proses deaerator adalah :

1) Jumlah aliran air kondensat

2) Jumlah aliran bahan air ketel

3) Tekanan dalam deaerator

4) Level air dalam deaerator

Jika deaerator tidak dapat bekerja dengan baik, dapat berpengaruh buruk

terhadap sistem air umpan, sistem kondensat, dan juga akan menaikkan

pemakaian bahan kimia. Untuk mencapai efisiensi deaerator yang baik ada

beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu : 

1) Pertahankan suhu dan tekanan yang setinggi mungkin sesuai dengan

rancangan

2) Pastikan steam / uap keluar / venting dari deaerator bahwa oksigen dan

gas-gas yang tidak terkondensasi ikut keluar

3) Lakukan inspeksi bagian dalam deaerator untuk memastikan semua

komponen tidak mengalami kerusakan

1.3 Bagian-Bagian Utama Deaerator

Untuk menunjang kerja deaerator, maka pada deaerator tersebut perlu

dilengkapi dengan instrumen pengkuran, yang berguna untuk me-monitoring

operasi atau kerja dari deaerator itu sendiri. Gambar dibawah ini menunjukan

tentang bagian-bagian utama dari deaerator dan beberapa instrumen

pengukuran yang melengkapinya. Ada jenis-jenis deaerator yang sering

dijumpai adalah : 

1) Deaerator type Spray

2) Deaerator type Vakum

3) Deaerator type Tray

1.4 Desalinasi

Desalinasi adalah proses pemisahan yang digunakan untuk mengurangi

kandungan garam terlarut dari air garam hingga level tertentu sehingga air

dapat digunakan. Proses desalinasi melibatkan tiga aliran cairan, yaitu umpan

berupa air garam (misalnya air laut), produk bersalinitas rendah, dan

konsentrat bersalinitas tinggi. Produk proses desalinasi umumnya merupakan

air dengan kandungan garam terlarut kurang dari 500 mg/l, yang dapat

digunakan untuk keperluan domestik, industri, dan pertanian. Hasil sampingan

dari proses desalinasi adalah brine. Brine adalah larutan garam berkonsentrasi

tinggi (lebih dari 35000 mg/l garam terlarut).

Distilasi merupakan metode desalinasi yang paling lama dan paling umum

digunakan.Distilasi adalah metode pemisahan dengan cara memanaskan air

laut untuk menghasilkan uap air, yang selanjutnya dikondensasi untuk

menghasilkan air bersih. Berbagai macam proses distilasi yang umum

digunakan, seperti multistage flash, multiple effect distillation, dan vapor

compression umumnya menggunakan prinsip mengurangi tekanan uap dari air

agar pendidihan dapat terjadi pada temperatur yang lebih rendah, tanpa

menggunakan panas tambahan.

Metode lain desalinasi adalah dengan menggunakan membran. Terdapat

dua tipe membran yang dapat digunakan untuk proses desalinasi, yaitu reverse

osmosis (RO) dan electrodialysis (ED). Pada proses desalinasi menggunakan

membran RO, air pada larutan garam dipisahkan dari garam terlarutnya

dengan mengalirkannya melalui membran water-permeable. Permeate dapat

mengalir melalui membran akibat adanya perbedaan tekanan yang diciptakan

antara umpan bertekanan dan produk, yang memiliki tekanan dekat dengan

tekanan atmosfer. Sisa umpan selanjutnya akan terus mengalir melalui sisi

reaktor bertekanan sebagai brine. Proses ini tidak melalui tahap pemanasan

ataupun perubahan fasa. Kebutuhan energi utama adalah untuk memberi

tekanan pada air umpan. Desalinasi air payau membutuhkan tekanan operasi

berkisar antara 250 hingga 400 psi, sedangkan desalinasi air laut memiliki

kisaran tekanan operasi antara 800 hingga 1000 psi.

Dalam praktiknya, umpan dipompa ke dalam container tertutup, pada

membran, untuk meningkatkan tekanan. Saat produk berupa air bersih dapat

mengalir melalui membran, sisa umpan dan larutan brine menjadi semakin

terkonsentrasi. Untuk mengurangi konsentrasi garam terlarut pada larutan

sisa, sebagian larutan terkonsentrasi ini diambil dari container untuk

mencegah konsentrasi garam terus meningkat.

Sistem RO terdiri dari 4 proses utama, yaitu pretreatment, pressurization,

membrane separation, post teatment stabilization. 

1) Pretreatment

Air umpan pada tahap pretreatment disesuaikan dengan membran dengan

cara memisahkan padatan tersuspensi, menyesuaikan pH, dan menambahkan

inhibitor untuk mengontrol scaling yang dapat disebabkan oleh senyawa

tetentu, seperti kalsium sulfat.

Gambar 1.2. Proses desalinasi

(sumber : Erlangga Hendritianto, 2013)

2) Pressurization

Pompa akan meningkatkan tekanan dari umpan yang sudah

melalui proses pretreatment hingga tekanan operasi yang sesuai dengan

membran dan salinitas air umpan.

3) Separation

Membran permeable akan menghalangi aliran garam terlarut,

sementara membran akan memperbolehkan air produk terdesalinasi

melewatinya. Efek permeabilitas membran ini akan menyebabkan

terdapatnya dua aliran, yaitu aliran produk air bersih, dan aliran brine

terkonsentrasi. Karena tidak ada membran yang sempurna pada proses

pemisahan ini, sedikit garam dapat mengalir melewati membran dan

tersisa pada air produk. Membran RO memiliki berbagai jenis konfigurasi,

antara lain spiral wound dan hollow fine fiber membranes.

Stabilization: Air produk hasil pemisahan dengan membran biasanya

membutuhkan penyesuaian pH sebelum dialirkan ke sistem distribusi

untuk dapat digunakan sebagai air minum. Produk mengalir melalui

kolom aerasi dimana pH akan ditingkatkan dari sekitar 5 hingga

mendekati 7.

Selain teknologi diatas yang berbiaya mahal sekarang ada beberapa

cara sederhana untuk pengolahan air. Teknologi lingkungan selalu

berkembang dan kebanyakan teknologi itu ditujukan untuk negara maju

atau paling tidak negara berkembang. Beberapa contoh teknologi itu

adalah seperti Pembangkit Listrik Tenaga Surya, Pembangkit Listrik

Tenaga Angin, Mobil Listrik, Mobil Angin, Pesawat Terbang yang lebih

efisien, dan lainnya. Kita jarang melihat adanya teknologi yang ditujukan

untuk negara yang tertinggal, atau bagian dari negara berkembang yang

masih tertinggal. Untuk ekstrimnya kita bisa bilang Afrika. Tetapi di

Indonesia masih banyak sekali daerah tertinggal yang untuk mendapatkan

air yang baik pun sulit.