Berbagai industri menggunakan cooling tower untuk AC, pembangkit tenaga listrik, dan proses manufaktur. Namun, ada beberapa masalah yang harus diperhatikan ketika memelihara cooling tower. Untuk memastikan bahwa kondisi cooling tower, kontrol bahan kimia sangat penting.

Jika air pada cooling tower terkontaminasi, efisiensi cooling tower akan memburuk, yang mengakibatkan biaya operasi yang lebih tinggi. Kontaminasi yang paling umum yang ada pada air cooling tower adalah Total Dissolved Solids (TDS), yang mencakup dari kalsium hingga bikarbonat. Jika konsentrasi TDS tinggi, air harus diolah jika kita ingin menghindari penumpukan kerak dan masalah serupa.

Ketika tingkat TDS tinggi mengindikasikan keseimbangan pH air rendah, yang berarti air bersifat asam. Setelah kontaminan dihilangkan, pH air akan meningkat, yang menyebabkan air menjadi lebih basa. Keseimbangan pH yang salah dapat menyebabkan kerusakan yang luas dan korosi pada komponen cooling tower. Berikut ini adalah panduan tentang cara menghilangkan TDS dari air dan peran pH dalam proses ini.

Apa yang Menyebabkan pH Tidak Seimbang? 

pH singkatan dari “potential of hydrogen” yang dipakai untuk mengukur keasaman dan kebasaan suatu larutan. Ketika air cooling tower relatif bersih dan stabil, pH-nya harus berada di sekitar angka netral 7,0. Tingkat pH air mengacu pada keseimbangan hidronium dan hidroksida dalam larutan berbasis air. Angka ini menentukan seberapa basa atau asam air tersebut. Jika air lebih basa, air akan mengandung hidroksida dalam jumlah besar dan memiliki angka pH yang lebih tinggi (>7). Larutan asam terdiri dari sejumlah besar hidronium serta pH yang rendah (<7).

Air cooling tower dapat memiliki pH yang tidak seimbang jika airnya tidak murni dan terkontaminasi. Sebagian besar air proses yang digunakan di cooling tower mengandung mineral tingkat tinggi, yang menyebabkan pH air cooling tower berubah dalam jumlah yang cukup besar. Jika mineral ini terakumulasi tanpa disaring dari air, kerak dapat berkembang pada permukaan internal di dalam cooling tower.

Mineral yang biasanya terakumulasi di cooling tower adalah kalsium karbonat, yang berkembang karena reaksi dari panas, bikarbonat, dan kalsium. Kalsium karbonat biasanya menyebabkan peningkatan pH air. Anda dapat secara efektif mengurangi tingkat pH dengan menempatkan asam seperti asam sulfat, asam klorida, dan asam askorbat di dalam air. Namun, asam-asam ini dapat merusak beberapa permukaan di cooling tower Anda.

Kisaran pH optimal dapat bervariasi pada cooling tower tergantung dari jenis bahan/materi cooling tower akan menentukan berapa pH air yang seharusnya. Sebagai contoh, kisaran pH yang disukai untuk baja galvanis adalah sekitar 6,5-9,0. Sebagai perbandingan, kisaran pH ideal untuk baja tahan karat (SS) 316 adalah 6,5-9,5. Besi sangat mudah larut dalam air, yang berarti bahwa logam dapat terkorosi pada tingkat pH 9,0-11,5.

Total Dissolved Solids (TDS)

Total Dissolved Solids (TDS) adalah pembacaan yang digunakan untuk mengidentifikasi konsentrasi berbagai zat terlarut dalam air. Jenis zat yang dihitung dalam pembacaan TDS termasuk garam anorganik dan bahan organik tertentu. Beberapa garam anorganik yang lebih umum termasuk kalium, natrium, kalsium, dan magnesium, yang semuanya adalah kation. Padatan terlarut lainnya seperti bikarbonat, karbonat, sulfat, klorida, dan nitrat dikenal sebagai anion. Anion bermuatan negatif, sedangkan kation bermuatan positif. 

Nilai TDS terendah adalah 0, yang kita sebut “pure water” yang hanya terdiri dari 2 atom hydrogen yang terikat dengan 1 atom oxygen (H2O) yang sebenarnya tidak akan  terjadi secara natural. TDS 0 disebut “distilled water”. TDS diukur dengan satuan milligrams per liter (mg/l) atau parts per million (ppm).

Pemantauan pH

Air cooling tower harus mempertahankan kisaran pH tertentu antara 6,5-7,5 jika Anda ingin menghindari pengembangan kerak di sepanjang permukaan cooling tower. Jika konsentrasi mineral terlalu tinggi, air mungkin perlu diolah dengan larutan asam atau perawatan non-asam lainnya. Karena air proses dapat mengandung konsentrasi mineral yang tinggi, operator cooling tower ditugaskan untuk secara konsisten memantau tingkat pH untuk tidak berada di luar kisaran optimal.

Pengolahan Air Mana yang Berhasil dan Mana yang Menyebabkan Komplikasi?

Tidak semua pengolahan air bekerja dengan efektif di setiap cooling tower. Sebagai contoh, pengolahan asam sangat efektif dalam mengurangi pH air di beberapa cooling tower. Namun, itu tidak selalu merupakan solusi yang tepat tergantung pada bahan/material cooling tower dibuat.

Dulu alkalinitas biasa diturunkan dengan menempatkan asam sulfat ke dalam air, yang dapat menyebabkan terciptanya karbon dioksida. Beberapa fasilitas juga memilih untuk menambahkan natrium dikromat ke dalam air, yang mengakibatkan terciptanya kromium heksavalen, yang beracun.

Sejak saat itu, perawatan asam menjadi kurang populer dan sebagian besar telah digantikan oleh berbagai perawatan kimia. Alkali fosfat masih banyak digunakan di cooling tower saat ini. Perawatan yang relatif baru yang semakin populer melibatkan larutan polimer.

Mengapa Penting untuk Mengoptimalkan Keseimbangan pH Air Cooling Tower?

Jika Anda ingin mencegah korosi dan kerak pada cooling tower, penting bagi anda untuk menjaga tingkat pH yang seimbang. Dalam kebanyakan kasus, menjaga tingkat pH antara 6,5-7,5 akan memungkinkan Anda untuk menghindari penumpukan kerak. Perlu diingat bahwa beberapa perawatan non-asam yang dapat digunakan di cooling tower dapat meningkatkan pH air sedikit.

Bahkan jika fasilitas Anda mampu mempertahankan tingkat pH yang benar, masalah lain dapat terjadi. Salah satunya, klorin tidak dapat membunuh mikroba dengan baik dalam air alkali dengan pembacaan pH yang lebih tinggi dari 7,5. Jika air cooling tower terdiri dari kehidupan mikroba, klorin dioksida mungkin lebih efektif daripada klorin saat mengolah air.

Dimungkinkan untuk melindungi dari korosi untuk cooling tower yang terbuat dari tembaga, baja, atau baja tahan karat (SS) dengan meningkatkan pH air hingga setidaknya 8,5. Meskipun pembacaan alkali yang tinggi dapat menyebabkan penumpukan kerak, korosi harus dicegah untuk sebagian besar logam. Jika pembacaan pH berada di luar kisaran ideal, masalah yang harus Anda hadapi antara lain:

Karat putih - Karat putih dapat berkembang di cooling tower yang terbuat dari baja galvanis jika tingkat pH naik di atas 8,3.

Korosi besi - Paduan besi atau besi apa pun di dalam air dapat menyebabkan korosi pada tingkat pH 7,5-8,0.

Korosi aluminium - Kemungkinan korosi aluminium meningkat jika tingkat pH di atas 8,0.

Korosi polutan - Di daerah perkotaan, air cooling tower dapat bersentuhan dengan gas yang diketahui menyebabkan hujan asam, yang membuat air menjadi sangat korosif.

Jika tingkat pH di cooling tower tidak seimbang, cooling tower itu sendiri dapat rusak, oleh karena itu sangat disarankan agar Anda fokus untuk mengendalikan dan memperbaiki masalah ini. Memantau tingkat pH air secara konsisten akan memudahkan Anda untuk mempertahankan pH.

Apa yang Dapat Anda Lakukan untuk Menyeimbangkan pH Air Cooling Tower?

Ada banyak langkah yang dapat Anda lakukan untuk menyeimbangkan pH air cooling tower, yang mencakup segala hal mulai dari mengidentifikasi kualitas air saat ini hingga mengotomatiskan proses Anda.

1. Menentukan Kualitas Air

Hal pertama yang harus anda lakukan adalah mengukur kesadahan, konduktivitas, alkalinitas, dan pH air. Pengukuran ini memberi anda garis dasar yang menentukan perawatan apa yang akan anda gunakan. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, tingkat pH membantu Anda mengidentifikasi apakah pembentukan kerak akan terjadi.

Air sadah terjadi ketika kadar kalsium dan magnesium tinggi dalam air proses. Mineral-mineral ini dikenal mengeras dan dapat mengendap di daerah dengan suhu yang lebih tinggi. Sedangkan untuk alkalinitas, konsentrasi alkali yang tinggi dapat menetralkan asam dan meningkatkan tingkat pH air. Bikarbonat, karbonat, dan hidroksida adalah tiga mineral alkali yang lebih umum yang ada dalam air cooling tower.

Konduktivitas mengacu pada konsentrasi total mineral dalam air. Tingkat mineral yang lebih tinggi sama dengan risiko korosi dan penumpukan kerak yang lebih tinggi. Meningkatkan laju blowdown dapat menurunkan pembacaan konduktivitas.

Menetapkan Siklus Target Konsentrasi

Anda harus menetapkan target siklus konsentrasi, yang mengharuskan Anda untuk terlebih dahulu mengidentifikasi kualitas make up water anda. Siklus konsentrasi dapat dihitung dengan rumus berikut ini:

Volume make up water ÷ volume blowdown water  = siklus konsentrasi

Dengan rumus ini, anda dapat menentukan berapa COC cooling tower anda. Dengan melacak metrik ini, anda dapat mengetahui apakah fasilitas yang anda operasikan saat ini kehilangan air. Meskipun COC yang lebih tinggi menyebabkan penumpukan lebih banyak padatan terlarut, hal ini juga meningkatkan efisiensi air cooling tower anda. Anda dapat meningkatkan efisiensi tanpa meningkatkan COC. Anda juga dapat meningkatkan COC tanpa menyebabkan padatan terakumulasi dengan menaikkan COC menjadi 6, yang mengurangi air makeup sekitar 20% dan blowdown lebih dari 50%.

Pantau Kinerja COC dan Kinerja Air

Pastikan Anda memantau COC dan kinerja air cooling tower anda dengan memeriksa keseimbangan kimiawi air. Selalu gunakan monitor real-time untuk proses ini, yang memberikan Anda kemampuan untuk mendapatkan informasi yang cepat dan akurat. Data yang Anda terima akan membantu Anda mencegah korosi dan pembentukan kerak.

Mengotomatiskan Proses Anda

Cobalah untuk mengurangi jumlah bahan kimia yang anda gunakan pada air cooling tower dengan pemasangan dispenser bahan kimia otomatis. Dispenser ini dapat mengatur kimia air tanpa input manual. Beberapa perangkat yang harus Anda pertimbangkan untuk dipasang di cooling tower meliputi:

Pengukur aliran

Penghilang arus

Pengontrol konduktivitas

Monitor pH

Lindungi Peralatan Anda

Setelah anda memasang peralatan baru, penting bagi anda untuk mengambil langkah-langkah untuk melindungi peralatan ini. Terlepas dari seberapa canggih perangkat pemantauan kimia anda, korosi dapat terjadi. Pastikan anda mendapatkan inspeksi rutin di seluruh cooling tower, yang akan memberi tahu anda apakah perangkat kontrol kimia dan peralatan pemantauan anda dalam kondisi baik.

Bekerjalah Dengan Vendor Anda

Jika perusahaan anda telah menyewa penyedia pengolahan air, berikan mereka rentang bahan kimia yang tepat yang anda inginkan agar air cooling tower Anda tetap terjaga. Semua harapan anda harus dikomunikasikan sebelum perawatan dilakukan. Penyedia pengolahan air terkemuka biasanya membuat rencana khusus yang membantu klien mencegah kerak dan korosi sekaligus menyeimbangkan tingkat pH.

Jika anda ingin cooling tower anda seefisien mungkin, tingkat pH harus dipertahankan untuk memastikan bahwa konsentrasi TDS tetap rendah. Jika tingkat TDS tinggi, kerak dapat terbentuk di dinding interior. Peralatan juga dapat menjadi berkarat. Memantau tingkat pH secara teratur memungkinkan anda melakukan koreksi segera ketika pembacaan pH berada di luar kisaran optimal.