Konsep air yang digunakan kembali, diolah, dan digunakan semula (water reuse, regeneration, and recycle)

Banyak cara telah dilakukan untuk mengatasi permasalahan air yang berbiaya tinggi ini. Cara termudah, tetapi tidak mesti termurah, adalah mengganti unit operasi yang menggunakan air (water-using operation) tersebut. Contohnya adalah mengganti cooling tower dengan air cooler atau menambah jumlah tray di stripping column. Sayangnya, pilihan-pilihan seperti ini hanya bisa dilakukan di tahap awal design industri-industri proses. Untuk pabrik-pabrik yang sedang berjalan, cara seperti ini sangat ingin dihindari karena investasinya yang relatif tinggi. Cara lain adalah dengan menggunakan konsep water reuse, regeneration, dan recycle. Aplikasi konsep ini tidak hanya menurunkan jumlah konsumsi air bersih (freshwater), tetapi juga pembuangan air limbah (wastewater).

Di konsep water reuse, air limbah atau buangan dari satu unit operasi bisa digunakan secara langsung di unit operasi lainnya. Syaratnya, tentu saja konsentrasi zat-zat yang tidak diinginkan (contaminant) di dalam air tersebut mesti di bawah batas yang diizinkan oleh unit operasi di hilirnya. Diagramnya bisa dilihat di gambar di bawah.

Gbr 1

Gambar 1. Water reuse atau air yang digunakan kembali

Konsep ini telah mengubah tipikal desain jaringan proses pengguna air menjadi sebuah jaringan proses yang optimum seperti terlihat di gambar di bawah. Sebagian air limbah dari unit 1 digunakan di unit 2, dan sebagian air limbah dari unit 2 digunakan di unit 3. Kemudian, air limbah dari ketiga unit tersebut dikumpulkan menjadi satu aliran dan diolah secara terpusat di sebuah pusat pengolahan air limbah.

Gbr 2

Gambar 2. Aplikasi airĀ  yang digunakan kembali [Bagajewicz, 2000]

Water regeneration atau water treatment unit dapat digunakan untuk menurunkan konsentrasi contaminant yang ada di wastewater ke level tertentu shg dapat digunakan kembali. Skema air yang telah diolah/diregenerasi dan kemudian digunakan di unit operasi lainnya dapat dilihat di gambar berikut.

Gbr 3

Gambar 3. Konsep air yang diolah dan digunakan kembali (water regeneration-reuse)

Selain regeneration-reuse, ada lagi pilihan untuk diolah dan digunakan semula (regeneration-recycle), di mana air yang telah diolah dapat digunakan kembali di unit operasi yang menghasilkan air tersebut. Di lapangan, pilihan ini mesti ditelaah dengan baik untuk menghindari akumulasi dari zat-zat pengotor yang ada di aliran recycle.

Gbr 4

Gambar 4. Konsep air yang diolah dan digunakan semula (water regeneration-recycle)

Untuk menurunkan biaya keseluruhan yang menyangkut pengolahan air limbah (wastewater treatment), beberapa studi terakhir menunjukkan bahwa mengolah air limbah secara terpisah, tergantung zat-zat pengotor yang ada di dalam setiap aliran air, dapat menurunkan ongkos pengolahan secara signifikan (Smith, 2005). Umumnya, investasi dan biaya operasi pengolahan air limbah didasarkan pada jumlah air yang mengalir melalui unit pengolahan tersebut untuk diolah. Sehingga, unit-unit pengolahan limbah didesain sedemikian rupa sehingga total investasi dan biaya operasional tahunannya minimum dengan memisahkan aliran air limbah berdasarkan zat-zat pengotor yang dikandungnya. Konsep ini akhirnya dikenal sebagai sistem pengolahan air limbah yang terdistribusi (distributed wastewater treatment system).

Diagramnya bisa dilihat di gambar berikut, di mana wastewater streams yang datang dari seluruh unit pengguna air tidak digabung sekaligus. Aliran-aliran tersebut tetap terpisah dan diolah berdasarkan zat-zat pengotor yang terdapat di dalamnya.

Gbr 5

Gambar 5. Konsep desain sistem pengolahan yang terdistribusi [Bagajewicz, 2000]

Penggabungan konsep air yang digunakan kembali, diolah, dan digunakan semula (water reuse, regeneration, and recycle) dengan konsep sistem pengolahan terdistribusi (distributed wastewater treatment system) menghasilkan satu metode yang lebih holistik bernama desain jaringan air secara total (total water system design). Metode ini bertujuan untuk menurunkan keseluruhan jumlah air yang dikonsumsi dan air limbah yang diolah, atau total investasi dan biaya operasi tahunan untuk keseluruhan sistem penggunaan air. Konsep ini digambarkan seperti di bawah, dan mampu menurunkan secara signifikan jumlah biaya yang diperlukan dalam penggunaan dan pengolahan air.

Gbr 6

Gambar 6. Sistem jaringan air secara total [Bagajewicz, 2000]

Cerita-cerita sukses dari berbagai industri yang telah mengimplementasikan konsep ini dirangkum di Mann and Liu (1999). Lihat di sini untuk salah satu contoh aplikasinya.

Referensi:

Bagajewicz, M. J. (2000). A Review of Recent Design Procedure for Water Networks in Refineries and Process Plants. Computers and Chemical Engineering, 24: 2093-2113.

Mann, J. G., and Liu, Y. A. (1999). Industrial Water Reuse and Wastewater Minimization. McGraw Hill, New York, USA.

Smith, R. (2005). Chemical Process: Design and Integration. New York: John Wiley and Sons.

Leave a Comment