Di pretreatment desalinasi, air cuci balik (backwash) mencapai 2–8% throughput, tapi padatannya rendah. Dengan klarifikasi berbantu flokulan dan dewatering yang tepat, >90% volumenya bisa kembali ke hulu proses.
Fakta yang sering luput: pretreatment desalinasi menghasilkan air cuci balik dalam volume besar—umumnya 2–8% dari kapasitas pabrik (www.mdpi.com) (nepis.epa.gov). Itu setara 2.000–8.000 m³/hari untuk pabrik 100.000 m³/hari (0,5–5% dari feed, nepis.epa.gov).
Namun karakter backwash ini “encer”: TSS (total suspended solids, padatan tersuspensi total) hanya ~0,05–0,1% atau sekitar 500–1.000 mg/L (nepis.epa.gov). Kekeruhan (turbidity, ukuran kejernihan air, lazimnya dinyatakan dalam NTU) bisa puluhan kali lebih tinggi dari air baku—studi Wolska dkk. mencatat ~25× (www.mdpi.com). Ada pula sisa koagulan organik dan mikroba dari pra-klorinasi. Intinya: volume besar, padatan rendah, butuh pemisahan partikel >90% agar bisa dipakai ulang.
Teknologi Wort Boiling Hemat Energi: Calandria, Vacuum & TVR
Kuantitas dan komposisi backwash
Backwash berasal dari media filtrasi sand/multimedia dan UF (ultrafiltration) di pretreatment. Pada instalasi yang mengandalkan media pasir, lapisan awal seperti sand silica lazim digunakan sebelum UF (www.mdpi.com). Karena sifatnya encer (≈500–1.000 mg/L TSS), desain menangani debit besar dengan proses penggumpalan (coagulation/flocculation) menjadi krusial (nepis.epa.gov).
Rancangan klarifier/thickener berbantu flokulan
Alurnya dimulai dari tanki equalization untuk meratakan debit dan kualitas, lalu pompa mengalirkan ke clarifier—sering dipadukan dengan thickener (penebal) untuk pengentalan lumpur. Di ruang rapid mix, koagulan dan flokulan (flokulan polimer, misalnya polyacrylamide beberapa mg/L) didosakan untuk mempercepat pengendapan (www.mdpi.com) (www.awa.asn.au). Dosing presisi dibantu dosing pump, sementara bahan coagulants dan flocculants disesuaikan via jar test.
Dengan waktu tinggal 30–60 menit, floc cenderung turun, menghasilkan pemisahan TSS >90–95%. Rujukan EPA mencatat sedimentasi konvensional pasca-koagulasi rutin mencapai “<20 mg/L turbidity outflow” (nepis.epa.gov). Overflow (supernatan jernih; lapisan cair bening di atas lumpur) keluar menuju tahap berikut; underflow ditahan untuk pengentalan lanjut.
Lumpur yang mengendap dapat ditingkatkan konsentrasinya menjadi ~3–5% padatan hanya dengan gravitasi bila dibantu polimer—baik di dasar klarifier atau thickener terpisah (nepis.epa.gov) (www.awa.asn.au). Praktiknya, banyak fasilitas memakai dua tahap: klarifier primer dan thickener sekunder. Contoh, fasilitas Orica mengalirkan backwash ke buffer tank, lalu ke klarifier berbantu polimer; underflow ke sewer dan overflow awalnya direncanakan untuk reuse (www.awa.asn.au).
Efisiensi keluaran thickener lazimnya 5–10× lebih jernih dari masukan (misal 800 mg/L menjadi ≈80 mg/L). Bila butuh kejernihan lebih tinggi, tahap sekunder seperti DAF (dissolved-air flotation) atau polishing membran bisa ditambahkan—UF mampu menurunkan turbiditas ke <1 NTU (www.awa.asn.au). Untuk opsi tersebut, unit DAF dan modul ultrafiltration lazim dipilih pada plant modern.
Contoh ukuran dan dosis operasional
Kapasitas klarifier harus mengikuti beban puncak backwash. Contoh: pabrik dengan 5.000 m³/hari washwater (~3,5 L/detik) dapat memakai klarifier ~140 m³ dengan asumsi waktu proses 12 menit. Dosis polimer ditetapkan lewat jar test; konsumsi tipikal sekitar 0,5–1 kg per 1.000 m³ backwash. Dengan desain semacam ini, uji bangku/lapangan menunjukkan >90% penurunan kekeruhan, menghasilkan air olahan <20 mg/L TSS (nepis.epa.gov).
Pemulihan air dan pengembalian ke hulu
Supernatan terklarifikasi—biasanya >90% dari volume influen—dipompa kembali ke headworks (unit hulu) pretreatment, misalnya ke intake air baku atau rapid-mix, sehingga mengurangi pengambilan air baru (nepis.epa.gov) (www.mdpi.com). Satu studi menemukan hingga 100.000 m³/bulan backwash (≈3.300 m³/hari) dapat dikembalikan aman ke plant ~100.000 m³/hari asalkan kriteria mutu terpenuhi (www.mdpi.com).
Di praktiknya, banyak plant mendaur ulang 5–10% aliran baku via reuse backwash. Contoh penghematan: pabrik 100.000 m³/hari dengan 5% backwash dan 90% recycle menghemat ~4.500 m³/hari (4,5%). Wolska dkk. melaporkan penghematan ~71.000 m³/tahun (≈0,78% dari output plant 25.000 m³/hari) (www.mdpi.com). Air hasil reuse tetap melalui seluruh pretreatment normal; bahkan, recycle moderat dapat meningkatkan removal organik dibanding baseline (www.mdpi.com).
Resep CIP Clean In Place: Caustic + Asam + PAA untuk Brewery
Kualitas, disinfeksi, dan jejak lingkungan
Bila ada pelepasan ke lingkungan, mutu harus sesuai regulasi. Di Indonesia, baku mutu industri (Permen-LH No.5/2014) membatasi TSS ≤200 mg/L dan pH 6–9 (studylibid.com). Klarifier yang dioperasikan baik mudah memenuhi ini (outflow tipikal <50 mg/L). Untuk patogen, panduan WHO untuk reuse terbatas menyarankan ≤10⁴ CFU E. coli/100 mL (CFU = unit pembentuk koloni), sehingga disinfeksi level rendah—klorin atau UV—disarankan sebelum reuse (www.mdpi.com). Unit ultraviolet menjadi opsi tanpa bahan kimia dengan biaya operasi rendah.
Dengan kriteria ini terpenuhi, efluen terolah aman untuk menambah pasokan air masuk. Efeknya ganda: pengambilan air baku dan volume brine/pembuangan menyusut. Satu estimasi menunjukkan penghematan biaya lingkungan sebesar €150–250 ribu/tahun untuk WTP menengah (www.mdpi.com), sementara sebuah plant menurunkan biaya pembuangan ke jaringan kota hingga ~$600 ribu/tahun (www.awa.asn.au). Pendekatan ini selaras dengan arah regulasi reuse (PP 22/2021 dan PermenLH, studylibid.com).
Dewatering dan pembuangan lumpur
Lumpur dari klarifier/thickener (0,5–3% padatan) perlu didewatering secara berkala. Metode umum: screw press, belt filter press, atau centrifuge. Dengan conditioning polimer, press mampu mencapai ~20–30% padatan pada cake (nepis.epa.gov) (nepis.epa.gov). Sebagai konteks, sludge berbasis alum kerap menghasilkan 20–30% cake saat dipress (rujukan sama).
Contoh neraca: mengolah 1.000 m³ sludge 0,08% (~800 kg padatan) pada cake 20% menghasilkan ~4 m³ cake. Pada pabrik besar (mis. 5.000 m³/hari backwash ⇒ ~4 ton padatan/hari), volume cake setara 20–30 m³/hari. Dewatered cake diperlakukan sebagai limbah padat; bila koagulan non-toksik (mis. polialuminium tanpa logam berat signifikan), dapat dikategorikan non-B3 untuk landfill atau insinerasi. Catatan EPA: sludge sering perlu dewatering atau stabilisasi/alkalisasi (mis. lime conditioning) sebelum landfill (nepis.epa.gov). Dalam beberapa kasus ia bisa dimanfaatkan ulang (mis. bahan batako), namun lazimnya diangkut ke luar lokasi.
Bahkan pada 30% cake, total cake tahunan dari pabrik 100.000 m³/hari hanya ~7.000–10.000 m³; biaya energi dewatering dan angkut relatif kecil dibanding penghematan air. Rangkaian press atau centrifuge dengan make-down polimer menutup loop: filtrat jernih kembali ke hulu, padatan ke pembuangan. Untuk bahan kimia bantu dan optimasi, lini flokulan dan koagulan mendukung karakteristik dewatering yang stabil.
Biaya IPAL Limbah Pabrik Bir: Bangun Sendiri atau Water as a Service?
Ringkasan hasil terukur
- Pemulihan air: sistem recycle yang dirancang baik mampu memulihkan ~80–99% volume backwash (www.mdpi.com); Wolska dkk. menghemat ~71.000 m³/tahun (≈0,8%) (www.mdpi.com).
- Kualitas: efluen klarifier tipikal <20 mg/L TSS dan <5 NTU turbidity, memenuhi baku TSS≤200 mg/L di Indonesia (pH 6–9; studylibid.com).
- Penghematan biaya: pengambilan air dan biaya pembuangan berkurang; kasus studi menunjukkan potensi penghematan ratusan ribu $/€ per tahun (www.mdpi.com) (www.awa.asn.au).
- Volume lumpur: setelah dewatering, sludge akhir <1% dari volume backwash (≈4 L cake per 1.000 L backwash), menyederhanakan pembuangan.
Data dan parameter di atas bersumber dari studi industri-akademik terbaru (www.mdpi.com; www.mdpi.com; www.awa.asn.au), panduan U.S. EPA (nepis.epa.gov; nepis.epa.gov; nepis.epa.gov), serta rujukan regulasi Indonesia (www.mdpi.com; studylibid.com).
