Dokumen tersebut memberikan ringkasan tentang studi kelayakan pemanfaatan kembali air backwash dari Iron Removal Filter Plant-36 di Utilities II untuk mengurangi pembuangan air. Dokumen ini meliputi analisis kualitas air backwash, desain unit recycle air, dan analisis biaya untuk menghitung penghematan dengan adanya unit recycle air tersebut.

1. “Pemanfaatan Kembali Air Backwash Iron Removal
Filter (IRF) Plant-36”
22/01/2015
Process & SHE Engineering Section
Technical Department
Cut Diah Sakinah
Jurusan Teknik Kimia
Universitas Mulawarman Samarinda
Pembimbing :
Okky William Lukman
1
Universitas
Mulawarman

2. SHE-Q Moment
22/01/2015 2

3. Outline
22/01/2015 3
Pendahuluan
Dasar Teori
Metodologi
Analisa dan Pembahasan
Kesimpulan dan Saran

4. Latar Belakang
22/01/2015 4Pendahuluan
Flow backwash yang terlalu tinggi serta waktu proses backwash yang
lama menjadi penyebab begitu banyak air yang terbuang.
Kebutuhan air untuk proses backwash Iron Removal Filter (IRF) di
Plant- 36 adalah 1224 m3/hari untuk Utilities II.

5. Tujuan
22/01/2015 5Pendahuluan
1. Studi kelayakan pemanfatan kembali air backwash pada
Iron Removal Filter Plant-36, Utilities II
2. Merancang Proses dan dimensi unit recycle air backwash
3. Menganalisis biaya penghematan (saving cost) air dengan
adanya unit recycle

6. Batasan Masalah
22/01/2015 6Pendahuluan
2. Melakukan perhitungan konsepsional unit recycle air buangan
backwash dari Iron Removal Filter Utilities II sebatas proses aliran
tanpa meninjau sistem kontrol aliran
3. Melakukan analisis ekonomi sebatas perbandingan biaya
penghematan air dengan biaya unit recycle
1. Parameter yang ditinjau untuk mendesain recycle air buangan
backwash adalah debit backwash dan spesifikasi air keluaran proses
backwash

7. 22/01/2015 7Dasar Teori
Sumber Air Baku
Sumber air baku Plant-36 berasal dari sumur bor air tanah dalam
yang tersebar di kawasan industri Badak LNG Bontang. Sekarang
terdapat 7 Sumur air tanah yang masih digunakan. Sumur air tanah
milik Badak LNG Memiliki kedalaman 200 m dengan permukaan air
berada antara 10- 15 m dibawah permukaan tanah. Pengoperasian
sumur bergantian dengan pengoperasian 4 sumur setiap hari.

8. Raw Water Diagram
Analisis Lab al :
PH = 4.86
Conduct = 41.0 u mhos
Calcium = 2 mg/L
Magnesium = 7,5 mg/L
Hardness = 9,5 mg/L
Sulfat SO4 = 10 mg/L
Silica SiO2 = 12,54 mg/L
Chromate = < 0,05 mg/L
Chromium = < 0,05 mg/L
Zinc Zn = < 0,009 mg/L
Copper Cu = < 0,04 mg/L
Iron Fe = 3,77 mg/L
Magnesium = < 0,02 mg/L
Chloride = 1,3 mg/L
Color = 5 JTU
Well #16
PLANT-49
AERATOR
Well #13
Well #7
PC-4 Baru
Well #8
PC-3 MNGT
Well #10
PC-3 Lama
Well #11
GOR Baru
Well #12
SD Vidatra
Sekambng
UTL # 2
AERATOR
UTL # 1
AERATOR
PLANT-48
AERATOR
Well # 15 HOP 6 for Pemkot
Well # 09 Close (air habis)
Well #6
Taman MPB
Sumber Air Baku

9. AERATOR
36D-17/2/101
H2S,CO2,NH3
36GM-6A~F
Well Water
KM-1/2/101
LV-3/261/27
H2S,CO2,NH3
KV-1
(720“)
36D-2
Filter water
tank
(1514 M3 / 7 M)
36D-1/4
Fire water Tank
(3975 M3/12 M)
Aerator & IRF Unit Plant - 36
Ca(OCl)2
36D-12
36Y-12
36GM-21A~D
1. INSERVICE 2. BACKWASH
TIMER : 480 MINUTE
3. STAND BY
36GM-13ABC
To Community Plant
36GM-7AB
36GM-8A~D
36GM-10A~D
LV-1/5
33GM-1AB/2/4
To Fire Line Plant
To UTL Water
To Demineralizer
LV-1
PV-27
KV-2
KV-3
KV-4 KV-5
Fe < 0,2 ppm
∆P < 1,2 kg/cm2
KV-2
KV-2
KV-3KV-3
KV-5KV-5 KV-4KV-4
pH 6,5 ~ 7,8
NAOH
50:50
36GM-2A~D
36D-10
36Y-2
36D-3
Potable water Tank
(757 M3 / 7 M)
COARSE SAND
FINE SAND
POLARITE
FINE SAND36V-1A
IRF
36V-1B
IRF
36V-1C
IRF
Plant – 36 (BFW)

10. 22/01/2015 10Dasar Teori
IRON REMOVAL FILTER
Filter berisikan media penyaring berupa pasir jenis khusus. Pasir
penyaring ini ditompang oleh plat penyangga. Pada plat penyangga ini
terdapat lubang-lubang strainer yang diameter rongganya lebih kecil dari
diameter pasir Filter.

11. 22/01/2015 11Dasar Teori
BACKWASH
Backwash adalah pencucian balik yang berfungsi untuk membilas
pasir Filter jika endapan Fe3+ telah terakumulasi banyak, yang ditandai
dengan kenaikan delta tekanan antara inlet dan outlet Filter.
Proses backwash membutuhkan kecepatan aliran yang tinggi agar
semua partikel tersuspensi terlepas dari media Filter.

12. Metodologi penelitian
22/01/2015 12Metodologi Penelitian
1. Melakukan pengamatan
 Mengamati flow backwash selama seminggu untuk
mendapatkan flow maksimal aktual
 Mengamati proses backwash berlangsung dan aliran buangan
backwash

13. Metodologi penelitian
22/01/2015 13Metodologi Penelitian
2. Melakukan Analisis
 Mengambil sampel air keluaran backwash
 Melakukan analisis kandungan Fe dari air keluaran backwash di
Laboratorium dengan meggunakan alat AAS (Spektrofotometri
Serapan Atom)
 Melakukan analisis kandungan pH dari air keluaran backwash di
Laboratorium

14. Metodologi penelitian
22/01/2015 14
3. Melakukan Perhitungan
a. Menghitung debit air buangan backwash
Qsekali 𝑏𝑎𝑐𝑤𝑎𝑠ℎ = Q 𝑏𝑎𝑐𝑘𝑤𝑎𝑠ℎ per 𝐹𝑖𝑙𝑡𝑒𝑟 x jumlah 𝐹𝑖𝑙𝑡𝑒𝑟
b. Menghitung kecepatan aliran dalam pipa
c. Menghitung Bilangan Reynold
Q 𝑏𝑎𝑐𝑘𝑤𝑎𝑠ℎ per 𝑓𝑖𝑙𝑡𝑒𝑟 =
𝐹𝑙𝑜𝑤air 𝑏𝑎𝑐𝑘𝑤𝑎𝑠ℎ masuk
60 menit
x lama waktu 𝑏𝑎𝑐𝑘𝑤𝑎𝑠ℎ per 𝑓𝑖𝑙𝑡𝑒𝑟
Metodologi Penelitian
V =
Q
A
NRe =
D x ρ x V
μ

15. Metodologi penelitian
22/01/2015 15
d. Menghitung Friction Loss
Untuk pipa lurus :
Untuk sambungan :
Untuk ekspansi :
Untuk contraction :
hf = n . kf X
V2
2 α gc
F = 4 x f x
∆L. 𝑉2
D 2 gc
hf = Kex x
V2
2 α gc
𝐾𝑒𝑥 = 1 −
𝐴1
𝐴2
hf = Kc x
V2
2 α gc
𝐾𝑐 = 0,55 x 1 −
𝐴1
𝐴2
Metodologi Penelitian

16. e. Menghitung Pressure Drop pada pipa
Metodologi penelitian
22/01/2015 16
g. Menghitung Daya pompa
f. Menghitung kapasitas pompa
∆P = 4 x f x ρ x
∆L
D
v2
2 gc
V2
2 α gc
+ ∆Z x
g
gc
+
∆p
ρ
+ ∆𝐹 + 𝑊𝑠 = 0
Wp = −
Ws
η
Metodologi Penelitian

17. Biaya Project
𝑆𝑎𝑣𝑖𝑛𝑔 𝑐𝑜𝑠𝑡 = debit 𝑏𝑎𝑐𝑘𝑤𝑎𝑠ℎ terbuang dalam setahun x harga 𝑝𝑜𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟
Metodologi penelitian
22/01/2015 17Metodologi Penelitian
4. Melakukan Analisis Ekonomi

18. 22/01/2015 18
Hasil Analisis
6.63
6.64
6.65
6.66
6.67
6.68
6.69
6.7
6.71
6.72
6.73
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
pHair
Menit ke
Analisis pH air backwash Utilities II
36C-4A
36C-4B
36C-11B
36C-11C
1. Analisis pH
Berdasarkan sampel yang diambil tanggal 6 Mei 2014
Hasil dan Pembahasan

19. 22/01/2015 19
Hasil Analisa
0
2
4
6
8
10
12
14
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
KadarFe
Menit ke
Analisis kadar Fe dalam air backwash Utilities II
36C-4A
36C-4B
36C-11B
36C-11C
1. Analisis Fe
Berdasarkan sampel yang diambil tanggal 6 Mei 2014
Hasil dan Pembahasan

20. 22/01/2015 20Hasil dan Pembahasan
Alternatif Pengolahan
1. Membuat tangki Clarifier untuk menampung air buangan
backwash sebelum dipompakan kembali ke Aerator
2. Membuat bak sedimentasi untuk menampung air backwash dari
Filter
3. Membuat bak penampung untuk menampung air backwash dari
Filter
4. Menggunakan air buangan backwash sebagai make up Fire Tank

21. 22/01/2015 21Hasil dan Pembahasan
Parameter Raw Well #6 Well #8 Well #10 Well #11 Well #12 Well #13 Well #16
Disolved Solid
(mg/l) 23 30 29 41 22 35 39 16
Conductivity 45 59 65 86 46 55 78 50
Ph 4.44 5.48 5.33 4.3 4.68 5.4 4.07 4.64
Fe (mg/l) 3.89 5.07 2.15 4.42 1.84 5.05 7.54 1.9
[sumber : Water Sample Analysis, laboratory section Badak LNG. Januari & Maret, 2013]
Data spesifikasi pada air sumur dan air baku

22. 22/01/2015 22Hasil dan Pembahasan
Debit Air Buangan Backwash
Pada Utilities II proses backwash dilakukan 8 jam sekali atau tiga kali sehari
IRF Durasi ( Menit)
Flowrate
(m3/jam)
Debit air backwash keluar (m3)
36C-4A 14 170 39.7
36C-4A 14 170 39.7
36C-4A 14 170 39.7
36C-11A 14 170 39.7
36C-11B 14 170 39.7
36C-11C 14 170 39.7
Total 238
Q air 𝑏𝑎𝑐𝑘𝑤𝑎𝑠ℎ = Q 𝑏𝑎𝑐𝑘𝑤𝑎𝑠ℎ per 𝑉𝑒𝑠𝑠𝑒𝑙 x jumlah 𝑉𝑒𝑠𝑠𝑒𝑙 x 3
= 39. 7 m3
x 6 x 3 = 712.8 m3
hari

23. 22/01/2015 23
Lokasi Bak Penampung
Hasil dan Pembahasan

24. 22/01/2015 24
Desain Recycle Air Backwash
Hasil dan Pembahasan

25. b. Dari Bak penampung menuju
Aerator
Kapasitas pompa = 19,8 M3/jam.
V = 0,33 m/s
Nre = 60456
∆L = 245 m
∆F =7,43 J/Kg
∆P = 0,02 atm.
Daya pompa sebesar 6,36 kw
22/01/2015 25Hasil dan Pembahasan
Hasil Perhitungan
a. Dari Filter menuju Bak
penampung
Flowrate = 238 m3/jam
V = 2,87 m/s
Nre = 519689.885
∆L = 265,2 m
∆F = 169,7 J/kg
∆P = 1,2 atm

26. 22/01/2015 26
Analisis Ekonomi
a. Saving Cost
Debit air per backwash =714 m3/hari.
Harga potable water = 0,075 $/m3
Dalam setahun Saving cost = 714 m3
hari x 360 hari x 0,075 $
m3
= 257040 m3 x 0,075 $
m3 = 19278 $
Dalam 10 tahun Saving cost = 19278 $ x 10 tahun = 192780 $
Hasil dan Pembahasan

27. 22/01/2015 27
Analisis Ekonomi
b. Biaya Project
Bahan Spesifikasi Harga Total
Bak Penampung
Concrete
134500 $ 134500 $Persegi panjang
(285 m3)
Pompa
Sentrifugal
17000 $ 17000 $6.36 kW
19.8
Pipa
Carbon Steel
16.5 $ 10758 $
6 Inch
Elbow
Carbon Steel
7.8 $ 140.4 $
6 Inch
Tee
Carbon Steel
7.32 $ 29.28 $
6 Inch
Total 162427 $
Hasil dan Pembahasan

28. 22/01/2015 28Penutup
Kesimpulan
1. Air backwash dari Iron Removal Filter masih layak untuk
dimanfaatkan kembali dengan cara di alirkan ke Aerator secara
kontinyu dan debit air yang tidak terlalu besar agar tidak
mengganggu tekanan dari air sumur
2. Dari hasil analisis ekonomi, saving cost selama 10 tahun adalah
sebesar 192780 $, sementara biaya project untuk membuat
recycle air backwash adalah sebesar 162427 $

29. 22/01/2015 29Penutup
Saran
1. Sebaiknya untuk air backwash yang masih terbuang di menit
pertama dibuatkan metode tertentu untuk mengolahnya kembali
sehingga penghematan air lebih optimal.
2. Dalam mendesain rancangan unit recycle air backwash sebaiknya
seluruh aspek ditinjau termasuk sistem kontrolnya

30. Terima Kasih
22/01/2015 30

31. 22/01/2015 31
Hasil Analisa
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 2 4 6 8 10 12
pHair
Menit ke
Analisis pH air backwash Utilities I
36V-1D
36V-1E
36V-1F
36V-1G
36V-1H
36V-1I
Berdasarkan sampel yang diambil tanggal 7 Mei 2014

32. 22/01/2015 32
Hasil Analisa
0
2
4
6
8
10
12
14
0 2 4 6 8 10 12
KadarFe
Menit ke
Analisa Kadar Fe dalam air backwash Utilities I
36V-1D
36V-1E
36V-1F
36V-1G
36V-1H
36V-1I
Berdasarkan sampel yang diambil tanggal 7 Mei 2014

33. 22/01/2015 33
Debit Air Buangan Backwash
IRF Durasi ( Menit) Flowrate (m3/jam)
Debit air backwash
keluar (m3)
36-V-1A 3 175 8.75
36-V-1B 3 175 8.75
36-V-1C 3 175 8.75
36-V-1D 3 175 8.75
36-V-1E 3 175 8.75
36-V-1F 3 175 8.75
36-V-1G 3 175 8.75
36-V-1H 3 175 8.75
36-V-1I 3 175 8.75
Total 78.75
Pada Utilities I proses backwash dilakukan 12 jam sekali atau dua kali sehari.
Q air 𝑏𝑎𝑐𝑘𝑤𝑎𝑠ℎ = Q 𝑏𝑎𝑐𝑘𝑤𝑎𝑠ℎ per 𝑉𝑒𝑠𝑠𝑒𝑙 x jumlah 𝑉𝑒𝑠𝑠𝑒𝑙 x 3
= 8,75 m3
x 9 x 2 = 157,5 m3
hari