Desain Pembuangan Limbah Panas

Desain Pipa Buangan Limbah Panas

Desain pipa pengambilan air laut (intake) dan pipa buangan limbah panas (outfall) untuk proses pendinginan mesin sangat menentukan dalam efektifitas pendinginan dan mengurangi dampak dari limbah panas yang dibuang ke laut. Perencanaan disain pipa pada umumnya terdiri dari penentuan penempatan lokasi pipa pengambilan air laut dan lokasi pipa buangan limbah panas, kedalaman pipa pengambilan air laut dan kedalaman pipa buangan limbah panas dan jumlah pipa pengambilan air laut dan jumlah pipa buangan limbah panas. Penentuan penempatan, kedalaman dan jumlah pipa yang optimal mempertimbangkan kondisi iklim dan perairan di sekitar lokasi tersebut. Disain yang optimal adalah disain yang menghasilkan perbedaan suhu yang kecil antara buangan limbah panas dengan suhu perairan dan pengambilan air laut yang memiliki suhu terendah yang optimal serta dampak yang dihasilkan terhadap lingkungan dapat diminimaliskan.

Teknologi pemodelan dapat membantu pengambilan keputusan disain pipa buangan limbah panas dengan melakukan pemodelan dalam skala mikro (lokal) menggunakan simulasi 3 dimensi (3D) dengan resolusi tinggi. Perubahan suhu antara sumber buangan dan suhu perairan dapat disimulasikan dengan menggunakan beberapa skenario dengan mengatur debit air yang keluar, suhu air buangan, kondisi perairan (arus, gelombang dan lain-lain) dan kondisi udara dengan cuaca serta iklim yang berbeda. Distribusi perbedaan suhu (plume) dapat diketahui arah dan sebarannya secara 3D.

Modul Hidrodinamika digunakan untuk mensimulasikan kondisi perairan meliputi arus dan gelombang sedangkan modul Adveksi-Dispersi digunakan untuk mengkaji pola perpindahan (transport), penyebaran (dispersion) dan pengurangan (decay) dari limbah buangan panas. Efek dari perubahan suhu terhadap habitat dalam suatu ekosistem di perairan tersebut ditelaah dengan menggunakan modul model Ekosistem, sedangkan jika lokasi pembungan limbah panas terdapat di sekeitar perairan estuari maka modul Aliran Sungai dapat diintegrasikan untuk menghasilkan luaran model yang lebih akurat.

Penyebaran Limbah Panas

Pemanfaatan air pendingin dari air laut dan buangan limbah panas ke perairan laut dari mesin-mesin industri dan mesin pembangkit tenaga listrik sangat efektif dan efisien digunakan. Tetapi perlu dikaji pola penyebaran perubahan suhu perairan terhadap habitat dalam suatu ekosistem perairan. Pada setiap perairan memiliki kondisi parameter oseanografi perairan dan cuaca serta iklim yang berbeda-beda tergantung dari siklusnya. Keadaan ini menyebabkan pola penyebaran perubahan suhu perairan dari buangan limbah panas berbeda-beda tergantung dari kondisi perairan, cuaca dan iklim di daerah tersebut. Pola penyebaran perubahan suhu dari limbah panas ini perlu dikaji apakah akan menyebar kesuatu tempat dimana terdapat habitat dari suatu ekosistem yang akan terganggu atau tidak. Ekosistem tersebut antara lain meliputi ekosistem terumbu karang, padang lamun dan lain-lain. Jika pada setiap musim dengan fluktuasi cuaca tertentu pola penyebaran perubahan suhu perairan tidak mengganggu habitat tersebut maka limbah buangan panas tersebut bukan lagi dikatakan sebagai sumber dari bahan polutan.

Kajian ini dapat didukung oleh pemodelan laut untuk mensimulasikan pola penyebaran limbah buangan panas dengan menggunakan beberapa skenario dari mulai manajemen buangan limbah panas (pengaturan debit dari pipa buangan limbah panas), kondisi perairan yang berbeda-beda dan kondisi iklim dan cuaca yang beragam. Model yang digunakan merupakan model 2 dimensi (2D) dengan cakupan luasan yang besar dan waktu simulasi yang digunakan dengan periode panjang untuk melihat efek penyebaran limbah panas pada jangka waktu lama. Model 3 dimensi (3D) juga dapat dilakukan untuk cakupan yang luas dan waktu yang lama, tetapi membutuhkan waktu proses perhitungan numerik dari model tersebut yang lama.

Dampak Penyebaran Limbah Panas

Aktifitas pembuangan limbah panas dari pendingin mesin-mesin industri dan pembangkit tenaga listrik ke perairan laut, lambat laut akan memiliki dampak yang cukup signifikan. Oleh karena itu dampak dari buangan limbah panas ini perlu dikaji dengan lebih mendalam. Perubahan suhu dapat mengganggu proses metabolisme organisme laut seperti ikan, insects, benthic invertebrata, zooplankton, phytoplankton dan microba, sehingga kemampuan organisme laut tersebut untuk bertahan hidup sangat diragukan.

Perubahan suhu secara tidak alamiah berdampak tidak langsung terhadap biota dimana daya dukung habitatnya menjadi hilang. Sebagai contoh pada habitat terumbu karang, dengan berubahnya suhu maka tingkat kelarutan oksigen dan kalsium karbonat (calcite atau aragonite) di air akan berubah. Lebih jauh lagi akan berpengaruh terhadap kelarutan kontaminasi logam (metal) dan bahan beracun lainnya yang berasimilasi dengan proses fisiologi biota. Suhu air laut juga merupakan faktor terpenting yang mempengaruhi keberadaan virus-virus (viral) di lingkungan perairan.

Dampak yang ditimbulkan akibat adanya perubahan suhu air laut karena adanya buangan limbah panas dalam jangka waktu yang lama akan berakibat sebagai berikut:

• Algal Bloom
• Keberadaan Anoxic dan Hypoxic
• Menurunnya biodiversitas perairan
• Peningkatan klorofil
• Pemutihan Terumbu Karang
• Kehilangan atau gangguan dari habitat
• Perubahan laju proses mikroba (decomposition)
• Perubahan tangkapan atau stok seafood
• Perubahan komposisi spesies
• Perubahan lamanya dan tingkat stratifikasi massa air

Dampak ini dapat ditekan dengan dibantu oleh teknologi pemodelan untuk mensimulasi kondisi habitat di dalam suatu ekosistem dimana terjadi perubahan suhu di lingkungan perairannya karena limbah buangan panas. Model ini dapat mensimulasikan respon dari organisme terhadap perubahan kondisi fisik, kimia dan biologi di suatu perairan karena berubahnya suhu perairan dari buangan limbah panas. Oleh karena itu dapat diketahui apakah buangan limbah panas ini cukup signifikan mengganggu kehidupan organisme dan lingkungan perairan atau tidak.

Manajemen Pembuangan Limbah Panas

Buangan limbah panas dari pendingin mesin-mesin industri dan pendingin mesin pembangkit tenaga listrik ke perairan laut secara kontinyu di suatu tempat dan tidak mempertimbangkan kondisi perairan dan cuaca serta iklim dapat berdampak negatif terhadap kehidupan organisme di habitat perairannya. Hal ini dapat diminimalisasikan atau bahkan tidak akan berdampak sama sekali jika dilakukan suatu usaha untuk mengatur buangan limbah panas dengan manajemen yang tepat dan benar. Manajemen buangan limbah tersebut meliputi pengaturan mengenai hal-hal sebagai berikut:

• Pembuangan limbah panas dengan volume tertentu pada suatu musim dan kondisi cuaca dan iklim tertentu dengan suatu kondisi perairan laut yang tepat.
• Pengaturan pembuangan limbah panas pada pipa-pipa buangan limbah panas yang tepat pada suatu musim dan kondisi cuaca dan iklim tertentu dengan suatu kondisi perairan laut yang tepat jika terdapat beberapa pipa buangan (outfall).
• Pembuangan limbah panas dengan suhu air tertentu pada suatu musim dan kondisi cuaca dan iklim tertentu dengan suatu kondisi perairan laut yang tepat jika menggunakan mekanisme regulator pendingin sebelum dibuangan ke perairan.
• Kedalaman pipa buangan limbah panas pada suatu musim dan kondisi cuaca dan iklim tertentu dengan suatu kondisi perairan laut yang tepat jika terdapat beberapa pipa limbah buangan panas pada beberapa level kedalaman sebagai alternatif buangan.

Strategi dan perencanaan pengaturan tersebut di atas adalah sebagai dasar untuk dibangunnya skenario pemodelan untuk mengetahui efisiensi dan efektifitas dari pemilihan berbagai macam alternatif pengaturan buangan limbah panas. Beberapa skenario model dengan manajemen tertentu dapat disimulasikan untuk mengetahui pola penyebaran perubahan suhu perairan dan kemungkinan dampaknya, sehingga pada akhirnya akan terpilih pola manajemen buangan limbah panas mana yang paling optimal untuk digunakan.

Contact:
baharudinfahmi@gmail.com
WA 089676363990
Phone 085259402290