Kualitas air limbah quarry semen sering memuncak di >500–2.000 mg/L padatan tersuspensi dan pH ≈12,4—terlalu pekat dan basa untuk dilepas begitu saja. Desain yang tepat menggabungkan settling pond/clarifier, koagulan–flokulan, dan netralisasi pH sebelum airnya dipakai ulang untuk dust suppression.
Air cuci dari operasi quarry semen sarat butir kapur/lempung dan “cement fines”. Tanpa perlakuan, efluen ini (sering >500–2.000 mg/L padatan) berisiko ekologis tinggi, sebagaimana dicatat studi dampak tambang dan pengolahan mineral pmc.ncbi.nlm.nih.gov. Solusinya: kombinasi pengendapan primer, kimia koagulasi–flokulasi, dan netralisasi pH—agar aman dibuang atau, idealnya, diputar ulang untuk pengendalian debu.
Baca juga: Jenis – Jenis Limbah Cair
Pengendapan primer berkapasitas besar
Langkah awal adalah kolam pengendap luas atau tangki clarifier (wadah klarifikasi) dengan waktu tinggal (detention) panjang, lazimnya 1–3 hari. Laju overflow empiris yang sering dipakai ~0,5–1 m³/m²·jam, dengan total waktu sekitar 1–2 hari untuk membersihkan sedimen kasar. Dalam praktik, unit seperti clarifier konvensional (tangki beton dalam dengan scraper) atau laguna dangkal yang lebar akan menurunkan 70–90% padatan berat berdasarkan bobot, sementara lanau halus <10–20 μm cenderung tetap tersuspensi—keterbatasan yang diulas EPA (“settling ponds have limited efficiency”) nepis.epa.gov dan catatan “suspended particles… be tested with combinations” nepis.epa.gov.
Tanpa bahan kimia, overflow sering sudah mencapai “puluhan mg/L” TSS (total suspended solids, konsentrasi padatan tak terlarut). Namun, kolam klarifikasi murni cenderung besar—kajian menekankan “are generally large in area” dan bahkan “most have no overflow” nepis.epa.gov. Pemakaian koagulan/flokulan mempercepat pengendapan sehingga jejak lahan turun (“coagulants/flocculants speed up the settling rate… helping decrease pond size”) nepis.epa.gov; opsi kompak seperti lamella settler kerap dipertimbangkan untuk menghemat ruang.
Baik di kolam atau tangki, akumulasi lumpur perlu dipantau; literatur agregat menyebut laju penumpukan ~0,5–2% volume/hari tergantung beban nepis.epa.gov. Pembersihan dilakukan saat volume efektif termakan sedimen.
Koagulasi–flokulasi untuk partikel halus
Untuk membersihkan sisa halus, tahap koagulasi–flokulasi (agregasi partikel lewat muatan dan polimer) adalah standar. Koagulan kationik seperti alum, ferric chloride, atau PAC (polyaluminum chloride) menetralkan muatan negatif partikel lempung, sehingga bisa bergabung nepis.epa.gov. Setelah rapid mix, flokulan polimer bermassa molekul tinggi (sering kationik polyacrylamide) “mengikat flok menjadi lebih besar dan berat” nepis.epa.gov. Dosis tipikal pada limbah quarry serupa: 5–50 mg/L untuk PAC/alum dan 5–20 mg/L polimer; uji toples (jar test—uji laboratorium skala kecil untuk optimasi dosis) wajib karena overdosis bisa “merestabilisasi” koloid, bahkan menurunkan pengendapan jika di atas titik optimum pmc.ncbi.nlm.nih.gov.
Contoh laboratorium: campuran 5 g/m³ PAC dan ~12 g/m³ PAM kationik (PAM = polyacrylamide) menghasilkan flok yang sangat baik pmc.ncbi.nlm.nih.gov. Dalam percobaan lain, dosing berurutan 200 mg/L CaO + 5 mg/L PAC + 12 mg/L PAM menurunkan kekeruhan ke ~97 NTU (NTU = satuan turbiditas), memenuhi baku buang; air baku kasus itu ber-pH ≈12,4 dengan TSS ≫500 mg/L pmc.ncbi.nlm.nih.gov. Secara kinerja, koag/flok menaikkan removal TSS dari ~50% (pengendapan saja) menjadi 80–95%, dan dengan kimia yang pas >90% partikel 5–50 μm dapat mengendap dalam beberapa jam pmc.ncbi.nlm.nih.gov nepis.epa.gov.
Secara operasional, koagulan seperti yang tersedia pada produk koagulan dan varian PAC pada PAC dapat diinjeksikan dengan dosing pump untuk akurasi. Flokulan tersedia pada lini flokulan untuk mempercepat pemisahan di clarifier sekunder.
Lumpur hasil tangkapan umumnya dikeringkan atau didewater di lokasi, atau dibuang sesuai aturan limbah padat.
Netralisasi pH sebelum pelepasan
Air cuci semen sangat alkalis (fines semen/kapur melarutkan hidroksida). Nilai pH tipikal >11; data lab menunjukkan pH baku ≈12,4 mdpi.com. Ini melampaui batas lingkungan; di Indonesia (dan banyak yurisdiksi lain) efluen biasanya harus netral—sekitar pH 6–9 researchgate.net. Sebuah studi kasus bahkan menemukan hanya parameter pH yang melanggar baku mutu Kementerian Lingkungan Hidup journal.ugm.ac.id.
Netralisasi dilakukan dengan penambahan asam atau karbon dioksida. Dosing asam—umumnya H₂SO₄ atau HCl—mengonsumsi OH⁻ langsung. Untuk gambaran, menetralkan 1 m³ air semen pH ~12 (≈800 mg/L Ca(OH)₂) dapat memerlukan “orde-100 g” H₂SO₄; dalam praktik, sistem dosing otomatis dengan probe pH menjaga pH ~7–8 mdpi.com. Literatur mencatat sulfuric acid lazim dipakai namun meningkatkan biaya bahan kimia mdpi.com. Untuk kontrol yang presisi, paket ancillary perawatan air kerap menyertakan sensor pH dan kontroler dosing.
Alternatifnya, aerasi CO₂ menghasilkan asam karbonat in situ: pembubuhan CO₂ menurunkan pH sambil mengendapkan CaCO₃—“carbon mineralization” ini bahkan menyekuestrasi CO₂ dan membentuk kalsit mdpi.com. Satu uji mencapai 84–99% pembuangan Ca (melalui pembentukan CaCO₃) dan penangkapan CO₂ penuh mdpi.com. Setelah koagulasi, efluen jernih diarahkan ke reaktor netralisasi (dosing asam atau kolom gelembung CO₂) untuk masuk rentang 6–9; pH terlalu tinggi berbahaya bagi biota perairan dan melanggar batas lazim ~6–9 researchgate.net. Sistem injeksi asam yang stabil bisa dibangun dengan dosing pump yang dikendalikan feedback pH.
Baca juga: Teknologi Pengolahan Limbah Cair
Penggunaan ulang untuk pengendalian debu
Setelah padatan dan pH terkendali, sebagian besar air quarry dapat dipakai ulang di lokasi, terutama untuk dust control di jalan angkut, stockpile, dan area crushing. Efluen terolah dengan TSS <100 mg/L dan pH ~7–8 aman untuk disemprot. Industri semen/beton pun lazim mendaur ulang air cuci: Tsimas dkk. (2011) melaporkan wash water pH>11,5 “suitable as concrete‑mixing water” tanpa pengenceran researchgate.net—aplikasi dust suppression tentu lebih tidak sensitif mutu.
Dari sisi jejak air, sebuah produsen semen memangkas pemakaian air ~50% berkat daur ulang efluen pabrik greencape.co.za. Uji lapangan dust control juga menunjukkan konsumsi air turun “tens of percent” saat stabilizing additives dipakai bersama air daur ulang. Additive khusus jalan angkut seperti hauling road dust suppressant dapat diintegrasikan dalam program penyemprotan.
Secara operasional, overflow klarifikasi yang memenuhi batas (TSS, pH, dan logam bila relevan) dialihkan ke water bowser atau jaringan spray tetap. Typical results might allow >80% of daily water usage to be met by recycle, sehingga asupan air baku bisa terpangkas—sering “halving or better” intake air eksternal greencape.co.za.
Baca juga: Media Filtrasi : Sand Filter, Carbon Filter dan Iron Filter
Rangkaian peralatan dan catatan desain
Rangkaian tipikal: settling pond/clarifier primer berwaktu tinggal 1–3 hari, diikuti dosing koagulan–flokulan dan klarifikasi sekunder, lalu netralisasi pH. Untuk pemisahan tahap awal dan unit pendukung, lini peralatan pemisahan fisik dan ancillary wastewater dapat melengkapi sistem. Dalam konteks keterbatasan lahan, opsi kompak seperti lamella settler atau media peningkat kapasitas setling dapat dipertimbangkan, sejalan dengan temuan bahwa koagulan/flokulan mempercepat laju pengendapan dan membantu mengecilkan ukuran kolam nepis.epa.gov. Catatan penting EPA: kolam statis “have limited efficiency” untuk lempung ringan/fines nepis.epa.gov, sehingga optimasi kimia melalui jar test menjadi kunci.
Sumber: rancangan dan hasil berbasis studi limbah tambang/quarry dan kasus industri semen pmc.ncbi.nlm.nih.gov nepis.epa.gov pmc.ncbi.nlm.nih.gov mdpi.com researchgate.net greencape.co.za, serta acuan kriteria efluen Indonesia journal.ugm.ac.id researchgate.net.
