Proses Pengolahan Air Industri dan Aplikasi Kimia
Latar belakang
Dengan pesatnya perkembangan industrialisasi, pentingnya pengolahan air dalam berbagai produksi industri menjadi semakin nyata. Pengolahan air industri tidak hanya berperan penting dalam memastikan kelancaran proses, tetapi juga merupakan langkah kunci untuk memenuhi peraturan lingkungan dan persyaratan pembangunan berkelanjutan.
Jenis Pengolahan Air
| Jenis pengolahan air | Tujuan utama | Objek perawatan utama | Proses utama. |
| Pengolahan awal air baku | Memenuhi kebutuhan air domestik atau industri | Sumber air alami | Filtrasi, sedimentasi, koagulasi. |
| Pengolahan air proses | Memenuhi persyaratan proses tertentu | Air proses industri | Pelunakan, desalinasi, deoksigenasi. |
| Pengolahan air pendingin yang bersirkulasi | Memastikan pengoperasian peralatan secara normal | Sirkulasi air pendingin | Dosis pengobatan. |
| Pengolahan air limbah | Lindungi lingkungan | Air limbah industri | Perawatan fisik, kimia, biologis. |
| Pengolahan air daur ulang | Mengurangi konsumsi air tawar | Air bekas | Mirip dengan pengolahan air limbah. |
Bahan Kimia Pengolahan Air yang Umum Digunakan
| Kategori | Bahan kimia yang umum digunakan | Fungsi |
| Agen flokulasi | PAC, PAM, PDADMAC, poliamina, aluminium sulfat, dll. | Menghilangkan padatan tersuspensi dan bahan organik |
| Disinfektan | seperti TCCA, SDIC, ozon, klorin dioksida, Kalsium Hipoklorit, dll. | Membunuh mikroorganisme dalam air (seperti bakteri, virus, jamur dan protozoa) |
| pengatur pH | Asam aminosulfonat, NaOH, kapur, asam sulfat, dll. | Mengatur pH air |
| Penghilang ion logam | EDTA, Resin penukar ion | Menghilangkan ion logam berat (seperti besi, tembaga, timbal, kadmium, merkuri, nikel, dll.) dan ion logam berbahaya lainnya dalam air |
| Penghambat kerak | Organofosfat, asam karboksilat organofosfat | Mencegah pembentukan kerak oleh ion kalsium dan magnesium. Juga memiliki efek tertentu dalam menghilangkan ion logam. |
| Deoksidasi | Natrium sulfit, hidrazin, dll. | Hilangkan oksigen terlarut untuk mencegah korosi oksigen |
| Agen pembersih | Asam sitrat, asam sulfat, asam aminosulfonat | Hilangkan kerak dan kotoran |
| Oksidan | ozon, persulfat, hidrogen klorida, hidrogen peroksida, dll. | Disinfeksi, penghilangan polutan dan peningkatan kualitas air, dll. |
| Pelembut | seperti kapur dan natrium karbonat. | Menghilangkan ion kekerasan (kalsium, ion magnesium) dan mengurangi risiko pembentukan kerak |
| Penghilang busa/Antibusa | Menekan atau menghilangkan busa | |
| Pemindahan | Kalsium Hipoklorit | menghilangkan NH₃-N dari air limbah agar memenuhi standar pembuangan |
Bahan Kimia Pengolahan Air yang Dapat Kami Sediakan：
Pengolahan air industri mengacu pada proses pengolahan air industri dan air buangannya melalui metode fisika, kimia, biologi, dan lainnya. Pengolahan air industri merupakan bagian tak terpisahkan dari produksi industri, dan pentingnya hal ini tercermin dalam aspek-aspek berikut:
1.1 Memastikan kualitas produk
Menghilangkan kotoran dalam air seperti ion logam, padatan tersuspensi, dll. untuk memenuhi kebutuhan produksi dan memastikan kualitas produk.
Menghambat korosi: Oksigen terlarut, karbon dioksida, dll. dalam air dapat menyebabkan korosi pada peralatan logam dan memperpendek umur peralatan.
Mengendalikan mikroorganisme: Bakteri, alga, dan mikroorganisme lain dalam air dapat menyebabkan kontaminasi produk, yang memengaruhi kualitas produk dan keselamatan kesehatan.
1.2 Meningkatkan efisiensi produksi
Mengurangi waktu henti: Pengolahan air secara teratur dapat secara efektif mencegah kerak dan korosi peralatan, mengurangi frekuensi pemeliharaan dan penggantian peralatan, dan dengan demikian meningkatkan efisiensi produksi.
Mengoptimalkan kondisi proses: Melalui pengolahan air, kualitas air yang memenuhi persyaratan proses dapat diperoleh untuk memastikan stabilitas proses produksi.
1.3 Mengurangi biaya produksi
Hemat energi: Melalui pengolahan air, konsumsi energi peralatan dapat dikurangi dan biaya produksi dapat dihemat.
Mencegah kerak: Ion kekerasan seperti ion kalsium dan magnesium dalam air akan membentuk kerak, menempel pada permukaan peralatan, mengurangi efisiensi konduksi panas.
Memperpanjang umur peralatan: Mengurangi korosi dan kerak pada peralatan, memperpanjang umur pakai peralatan, dan mengurangi biaya penyusutan peralatan.
Mengurangi konsumsi material: Melalui pengolahan air, limbah biosida dapat dikurangi dan biaya produksi dapat dikurangi.
Mengurangi konsumsi bahan baku: Melalui pengolahan air, sisa bahan baku dalam cairan limbah dapat dipulihkan dan digunakan kembali dalam produksi, sehingga mengurangi pemborosan bahan baku dan menurunkan biaya produksi.
1.4 Melindungi lingkungan
Mengurangi emisi polutan: Setelah air limbah industri diolah, konsentrasi emisi polutan dapat dikurangi dan lingkungan air dapat dilindungi.
Mewujudkan daur ulang sumber daya air: Melalui pengolahan air, air industri dapat didaur ulang dan ketergantungan pada sumber daya air tawar dapat dikurangi.
1.5 Mematuhi peraturan lingkungan
Memenuhi standar emisi: Air limbah industri harus memenuhi standar emisi nasional dan lokal, dan pengolahan air merupakan cara penting untuk mencapai tujuan ini.
Singkatnya, pengolahan air industri tidak hanya berkaitan dengan kualitas produk dan efisiensi produksi, tetapi juga dengan manfaat ekonomi dan perlindungan lingkungan perusahaan. Melalui pengolahan air yang ilmiah dan rasional, pemanfaatan sumber daya air yang optimal dapat dicapai dan pembangunan industri yang berkelanjutan dapat didorong.
Pengolahan air industri mencakup berbagai bidang, termasuk industri tenaga listrik, kimia, farmasi, metalurgi, makanan dan minuman, dll. Proses pengolahannya biasanya disesuaikan menurut persyaratan kualitas air dan standar pembuangan.
2.1 Bahan Kimia dan Prinsip Pengolahan Influent (Pretreatment Air Baku)
Pengolahan awal air baku dalam pengolahan air industri terutama mencakup filtrasi primer, koagulasi, flokulasi, sedimentasi, flotasi, desinfeksi, pengaturan pH, penghilangan ion logam, dan filtrasi akhir. Bahan kimia yang umum digunakan antara lain:
Koagulan dan flokulan: seperti PAC, PAM, PDADMAC, poliamina, aluminium sulfat, dll.
Pelunak: seperti kapur dan natrium karbonat.
Disinfektan: seperti TCCA, SDIC, Kalsium Hipoklorit, ozon, klorin dioksida, dll.
Pengatur pH: seperti asam aminosulfonat, natrium hidroksida, kapur, asam sulfat, dll.
Penghilang ion logamEDTA, Resin penukar ion dll.,
Penghambat kerak: organofosfat, asam karboksilat organofosfor, dll.
Adsorben: seperti karbon aktif, alumina aktif, dll.
Kombinasi dan penggunaan bahan kimia ini dapat membantu pengolahan air industri secara efektif menghilangkan materi tersuspensi, polutan organik, ion logam dan mikroorganisme dalam air, memastikan bahwa kualitas air memenuhi kebutuhan produksi, dan mengurangi beban pengolahan selanjutnya.
2.2 Bahan Kimia dan Prinsip Pengolahan Air Proses
Pengolahan air proses dalam pengolahan air industri terutama mencakup pra-perlakuan, pelunakan, deoksidasi, penghilangan besi dan mangan, desalinasi, sterilisasi, dan disinfeksi. Setiap langkah membutuhkan bahan kimia yang berbeda untuk mengoptimalkan kualitas air dan memastikan pengoperasian normal berbagai peralatan industri. Bahan kimia yang umum digunakan meliputi:
| Koagulan dan flokulan: | seperti PAC, PAM, PDADMAC, poliamina, aluminium sulfat, dll. |
| Pelembut: | seperti kapur dan natrium karbonat. |
| Disinfektan: | seperti TCCA, SDIC, Kalsium Hipoklorit, ozon, klorin dioksida, dll. |
| Pengatur pH: | seperti asam aminosulfonat, natrium hidroksida, kapur, asam sulfat, dll. |
| Penghilang ion logam: | EDTA, Resin penukar ion |
| Penghambat kerak: | organofosfat, asam karboksilat organofosfor, dll. |
| Adsorben: | seperti karbon aktif, alumina aktif, dll. |
Bahan kimia ini dapat memenuhi berbagai kebutuhan air proses melalui berbagai kombinasi proses pengolahan air, memastikan bahwa kualitas air memenuhi standar produksi, mengurangi risiko kerusakan peralatan, dan meningkatkan efisiensi produksi.
2.3 Bahan Kimia dan Prinsip Pengolahan Air Pendingin Sirkulasi
Pengolahan air pendingin sirkulasi merupakan bagian yang sangat penting dari pengolahan air industri, terutama di sebagian besar fasilitas industri (seperti pabrik kimia, pembangkit listrik, pabrik baja, dll.), di mana sistem air pendingin banyak digunakan untuk peralatan dan proses pendinginan. Sistem air pendingin sirkulasi rentan terhadap kerak, korosi, pertumbuhan mikroba, dan masalah lainnya karena volume airnya yang besar dan sirkulasi yang sering. Oleh karena itu, metode pengolahan air yang efektif harus digunakan untuk mengendalikan masalah ini dan memastikan operasi sistem yang stabil.
Pengolahan air pendingin sirkulasi bertujuan untuk mencegah kerak, korosi, dan kontaminasi biologis dalam sistem serta memastikan efisiensi pendinginan. Parameter utama air pendingin dipantau (seperti pH, kesadahan, kekeruhan, oksigen terlarut, mikroorganisme, dll.) dan masalah kualitas air dianalisis untuk pengolahan yang tepat sasaran.
| Koagulan dan flokulan: | seperti PAC, PAM, PDADMAC, poliamina, aluminium sulfat, dll. |
| Pelembut: | seperti kapur dan natrium karbonat. |
| Disinfektan: | seperti TCCA, SDIC, Kalsium Hipoklorit, ozon, klorin dioksida, dll. |
| Pengatur pH: | seperti asam aminosulfonat, natrium hidroksida, kapur, asam sulfat, dll. |
| Penghilang ion logam: | EDTA, Resin penukar ion |
| Penghambat kerak: | organofosfat, asam karboksilat organofosfor, dll. |
| Adsorben: | seperti karbon aktif, alumina aktif, dll. |
Bahan kimia dan metode perawatan ini membantu mencegah kerak, korosi, dan kontaminasi mikroba, memastikan pengoperasian sistem air pendingin yang stabil dalam jangka panjang, mengurangi kerusakan peralatan dan konsumsi energi, serta meningkatkan efisiensi sistem.
2.4 Bahan Kimia dan Prinsip Pengolahan Air Limbah
Proses pengolahan air limbah industri dapat dibagi menjadi beberapa tahap sesuai dengan karakteristik air limbah dan tujuan pengolahannya, terutama meliputi pra-pengolahan, netralisasi asam-basa, penghilangan bahan organik dan padatan tersuspensi, pengolahan antara dan lanjutan, disinfeksi dan sterilisasi, pengolahan lumpur, dan pengolahan air daur ulang. Setiap tahapan membutuhkan bahan kimia yang berbeda untuk bekerja sama guna memastikan efisiensi dan ketelitian proses pengolahan air limbah.
Pengolahan air limbah industri dibagi menjadi tiga metode utama: fisik, kimia dan biologi, untuk memenuhi standar emisi dan mengurangi pencemaran lingkungan.
Metode fisik:sedimentasi, filtrasi, flotasi, dll.
Metode kimia:netralisasi, redoks, presipitasi kimia.
Metode biologis:metode lumpur aktif, bioreaktor membran (MBR), dll.
Bahan kimia umum meliputi:
| Koagulan dan flokulan: | seperti PAC, PAM, PDADMAC, poliamina, aluminium sulfat, dll. |
| Pelembut: | seperti kapur dan natrium karbonat. |
| Disinfektan: | seperti TCCA, SDIC, Kalsium Hipoklorit, ozon, klorin dioksida, dll. |
| Pengatur pH: | seperti asam aminosulfonat, natrium hidroksida, kapur, asam sulfat, dll. |
| Penghilang ion logam: | EDTA, Resin penukar ion |
| Penghambat kerak: | organofosfat, asam karboksilat organofosfor, dll. |
| Adsorben: | seperti karbon aktif, alumina aktif, dll. |
Melalui penerapan bahan kimia ini secara efektif, air limbah industri dapat diolah dan dibuang sesuai standar, dan bahkan digunakan kembali, membantu mengurangi polusi lingkungan dan konsumsi sumber daya air.
2.5 Bahan Kimia dan Prinsip Pengolahan Air Daur Ulang
Pengolahan air daur ulang mengacu pada metode pengelolaan sumber daya air yang memanfaatkan kembali air limbah industri setelah diolah. Dengan semakin terbatasnya sumber daya air, banyak sektor industri telah mengadopsi langkah-langkah pengolahan air daur ulang, yang tidak hanya menghemat sumber daya air, tetapi juga mengurangi biaya pengolahan dan pembuangan. Kunci pengolahan air daur ulang adalah menghilangkan polutan dalam air limbah sehingga kualitas air memenuhi persyaratan untuk dapat digunakan kembali, yang membutuhkan akurasi dan teknologi pengolahan yang tinggi.
Proses pengolahan air daur ulang terutama mencakup langkah-langkah utama berikut:
Perawatan pendahuluan:menghilangkan partikel besar kotoran dan lemak, menggunakan PAC, PAM, dll.
Penyesuaian pH:menyesuaikan pH, bahan kimia yang umum digunakan termasuk natrium hidroksida, asam sulfat, kalsium hidroksida, dll.
Perawatan biologis:menghilangkan bahan organik, mendukung degradasi mikroba, menggunakan amonium klorida, natrium dihidrogen fosfat, dll.
Perawatan kimia:penghapusan oksidatif bahan organik dan logam berat, umumnya digunakan ozon, persulfat, natrium sulfida, dll.
Pemisahan membran:menggunakan teknologi osmosis terbalik, nanofiltrasi, dan ultrafiltrasi untuk menghilangkan zat terlarut dan memastikan kualitas air.
Disinfeksi:menghilangkan mikroorganisme, menggunakan klorin, ozon, kalsium hipoklorit, dll.
Pemantauan dan penyesuaian:Pastikan air yang digunakan kembali memenuhi standar dan gunakan regulator dan peralatan pemantauan untuk penyesuaian.
Penghilang busa:Mereka menekan atau menghilangkan busa dengan mengurangi tegangan permukaan cairan dan merusak stabilitas busa. (Skenario aplikasi pencegah busa: sistem pengolahan biologis, pengolahan air limbah kimia, pengolahan air limbah farmasi, pengolahan air limbah makanan, pengolahan air limbah pembuatan kertas, dll.)
Kalsium hipoklorit:Mereka menghilangkan polutan seperti amonia nitrogen
Penerapan proses dan bahan kimia ini memastikan bahwa kualitas air limbah yang diolah memenuhi standar penggunaan kembali, sehingga memungkinkannya digunakan secara efektif dalam produksi industri.
Pengolahan air industri merupakan bagian penting dari produksi industri modern. Proses dan pemilihan bahan kimianya perlu dioptimalkan sesuai dengan kebutuhan spesifik proses. Penggunaan bahan kimia yang rasional tidak hanya dapat meningkatkan hasil pengolahan, tetapi juga mengurangi biaya dan mengurangi dampak terhadap lingkungan. Di masa depan, seiring kemajuan teknologi dan peningkatan persyaratan perlindungan lingkungan, pengolahan air industri akan berkembang ke arah yang lebih cerdas dan ramah lingkungan.