Jejak besi/mangan di air proses bisa menghitamkan kain, merusak warna, dan menyumbat peralatan. Industri berhadapan pada pilihan teknologi: oksidasi lalu filtrasi atau resin penukar ion khusus — dan keduanya punya peran.
Di pabrik tekstil, besi (Fe) dan mangan (Mn) bukan sekadar angka di laporan laboratorium. Bahkan kadar jejaknya dapat mengkatalisis oksidasi pewarna yang tidak diinginkan atau mengendap di kain, menimbulkan bercak cokelat/hitam serta noda di mesin (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (www.apparelsearch.com). Endapan besi juga menumpuk di pipa dan boiler, menurunkan aliran dan tekanan (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (www.orionwater.com).
Itu sebabnya standar internal industri kerap jauh lebih ketat daripada air minum. Sebagai pembanding, U.S. EPA hanya menetapkan “secondary MCL” (batas estetika) 0,3 mg/L Fe dan 0,05 mg/L Mn (www.orionwater.com), sementara pengguna tekstil umumnya menargetkan <0,1 mg/L bahkan <0,01 mg/L agar terhindar dari perubahan warna atau kerak.
Di Indonesia, batik mengonsumsi ~200 m³ air per ton kain dan 90% menjadi limbah—artinya setiap mikrogram logam terlarut terbawa ke volume daur ulang yang besar (www.researchgate.net). Tanpa pengolahan, Fe/Mn di efluen bahkan dapat menggelapkan warna sungai lokal (contoh Sungai Jenes, dekat Surakarta) (www.researchgate.net).
Oksidasi dan filtrasi media
Strategi klasik: oksidasi Fe²⁺/Mn²⁺ menjadi oksida tak larut, lalu disaring. Oksidator yang lazim meliputi klorin (Cl₂ atau hipoklorit), kalium permanganat (KMnO₄), ozon, atau aerasi. Degremont SUEZ mencatat aerasi‑filtrasi cocok untuk air tanah dengan hingga ~7 mg/L Fe (www.suezwaterhandbook.com). Untuk beban lebih tinggi, filter bermedia oksidasi (seperti greensand atau zeolit katalitik) bisa menanganinya; pedoman mengutip Fe+Mn gabungan hingga ~15–25 mg/L (www.orionwater.com).
Bukti lapangan: instalasi air Iran dengan aerasi + klorinasi + filtrasi pasir cepat melaporkan Fe baku hingga ~6,7 mg/L turun sampai ~1,0 mg/L (rata‑rata 0,93→0,18 mg/L, ~80% removal) dan Mn 0,74→0,67 mg/L (rata‑rata 0,24→0,105 mg/L, ~55% removal) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Konfigurasi dengan pra‑klorinasi plus aerasi (Module 1) memberikan penurunan Fe/Mn tertinggi di studi tersebut (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Dengan oksidator dan waktu kontak yang memadai, praktik umum adalah Fe turun ke ~0,1–0,5 mg/L dan Mn ke ~0,01–0,1 mg/L, bergantung desain.
Secara ekonomis, klorin murah (≈$350–400/ton untuk NaOCl/Cl₂) dan memberi desinfeksi, namun perlu kendali dosis ketat dan kehati‑hatian atas trihalometana bila ada organik (nepis.epa.gov). KMnO₄ lebih kuat dan menghindari disinfection by‑products, tapi ~7–8× lebih mahal (≈$2.700/ton vs $350–400/ton untuk Cl₂) (nepis.epa.gov). Aerasi tidak menambah bahan kimia tetapi lambat untuk Mn (butuh pH ~9,5 agar oksidasi Mn cepat) dan tidak efektif pada air yang sangat berbeban atau berkompleks (water.mecc.edu). Ozonasi kuat namun intensif energi dan reaktif jangka pendek.
Sisa Fe(OH)₃/MnO₂ harus disaring. Filter media ganda (dual‑media) seperti antrasit + pasir silika mampu menahan beban lebih tinggi (2100+ gram Fe per m² luas filter) daripada monokamar (www.suezwaterhandbook.com) dan pada waktunya perlu backwash/regenerasi. Dalam praktik, oksidasi+filtrasi jadi langkah awal untuk Fe/Mn tinggi—bisa menangani puluhan mg/L gabungan (www.orionwater.com)—dan bila dirancang baik menghasilkan efluen pada orde 0,01–0,1 mg/L.
Di lini oksidasi, dosis bahan kimia lazim dikendalikan peralatan injeksi akurat seperti dosing pump, agar tidak underdose. Untuk beban menengah dengan pendekatan katalitik, media seperti manganese greensand menjadi opsi umum. Pada rancangan filter berlapis, pabrik memadukan pasir silika dan antrasit untuk kapasitas tahan beban yang lebih stabil.
Baca juga: Sea Water Reverse Osmosis
Penukar ion untuk polishing
Penukar ion (ion exchange/IX — pertukaran kation/anion di resin polimer) dapat memoles air ke level sangat rendah, namun hanya pada kondisi yang mendukung. Softener (resin penukar kation asam kuat beregenerasi garam) menukar Na⁺ dengan Fe²⁺/Mn²⁺ bersamaan dengan kesadahan Ca/Mg. Dalam praktik, softener hanya menangani beberapa mg/L Fe/Mn; bila Fe+Mn gabungan > sekitar 2–5 mg/L, endapan mulai mengotori resin (www.orionwater.com) (www.apparelsearch.com).
Fakta lapangan dari bulletin laundry: Fe terlarut <3 mg/L masih bisa ditangani softener; 3–10 mg/L butuh greensand/filter oksidasi; >10 mg/L perlu sistem klorinasi/filtrasi (www.apparelsearch.com). Artinya, IX paling efektif di beban rendah. Pada kondisi demikian, efluen sering tak terdeteksi (parts per billion) hingga titik breakthrough.
Untuk memperluas kapasitas, ada resin khelat (chelating) dengan gugus fungsional seperti iminodiasetat atau fosfonat yang mengikat Fe/logam berat kuat. Biaya setara industri: resin khelat kation ≈$330–600/ft³ (≈$10–20/L) (www.climate-policy-watcher.org) dibanding resin kation biasa ≈$70–120/ft³. Khelat selektif Fe termasuk media termahal (www.climate-policy-watcher.org). Varian modern adalah IX berserat (mis. PANION®) dengan kinetika cepat; pabrikan mengiklankan penghilangan Fe, Mn, dan logam berat lain sambil mempertahankan alkalinitas (imt-filter.com), namun teknologinya masih berkembang dengan data komersial terbatas.
Keterbatasan IX: butuh air sangat bersih — silika, organik, atau besi biologis (bakteri pembentuk lendir) dapat mengotori resin. Sistem memerlukan regenerasi periodik (brine/asam) yang menghasilkan air garam sisa bermuatan logam. Secara kasar mg‑for‑mg, 1 ft³ resin softening (2,8 L) dapat mengolah kira‑kira 5–10 kg kesadahan plus beberapa kg besi sebelum regenerasi (perkiraan bervariasi). Kinerja IX sangat tergantung pH; jika Fe²⁺ teroksidasi menjadi Fe³⁺ atau berkompleks dengan organik, ia mengendap atau lolos. Dalam praktik, softening IX dipakai bila Fe+Mn < ~3–5 mg/L (www.orionwater.com) (www.apparelsearch.com).
Pada beban rendah sekaligus kebutuhan pemolesan akhir, pabrik umumnya menerapkan sistem softener atau kolom penukar ion. Di tahap ini, pemilihan resin penukar ion yang tepat menjadi penentu performa, sementara integrasi paket sistem Ion‑Exchange mempermudah operasi dan regenerasi.
Baca juga: Apa itu Chemical?
Perbandingan dan metrik kunci
Oksidasi + filtrasi media:
- Rentang beban: tinggi (hingga ~20+ mg/L gabungan) (www.orionwater.com).
- Kualitas efluen: Fe ~0,01–0,2 mg/L; Mn ~0,01–0,1 mg/L (tipikal).
- Biaya kunci: bahan kimia Cl₂ ≈$0,40/kg, KMnO₄ ≈$2,70/kg (nepis.epa.gov); media ≈$10–$30/m³; tenaga backwash.
- Catatan: sangat efektif untuk beban besar; menghasilkan lumpur/backwash; perlu kontrol dosis ketat.
Softener (Na⁺ IX):
- Rentang beban: Fe+Mn ≤2–5 mg/L (dalam bentuk terlarut) (www.orionwater.com) (www.apparelsearch.com).
- Kualitas efluen: bisa mendekati nol; tipikal dirancang <0,1 mg/L.
- Biaya kunci: resin ≈$70–120/ft³ (www.climate-policy-watcher.org); brine ≈10 g NaCl/gal regenerasi.
- Catatan: kapasitas terbatas; mudah foul oleh endapan; sering dipakai saat ada kesadahan.
IX khelat/berserat:
- Rentang beban: sedang–tinggi untuk logam berat (sesuai spesifikasi resin).
- Kualitas efluen: jejak hingga level ppm untuk ion target.
- Biaya kunci: resin ≈$10–20/L (khelat) (www.climate-policy-watcher.org); perlu regeneran asam/garam; biaya penggantian.
- Catatan: investasi tinggi; dipakai bila memang diperlukan (mis. pemulihan logam berharga).
Filter zeolit/greensand:
- Rentang beban: menengah (~5–15 mg/L).
- Kualitas efluen: Fe/Mn ~ <0,1–0,3 mg/L.
- Biaya kunci: media ≈$300–600/ft³ (berlapis MnO₄⁻).
- Catatan: bertindak seperti IX katalitik; perlu recharge KMnO₄ periodik.
Standar mutu proses dan risiko tekstil
Dalam tekstil, bahkan level “estetika” pun bermasalah. Air dengan besi ≤0,3 mg/L dapat memberi rona cokelat pada kain dan mengendap saat air dipanaskan atau diaduk (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (www.apparelsearch.com). Mangan menimbulkan bintik hitam dan mengganggu pengembangan warna. Bulletin perawatan laundry di AS menegaskan air dengan besi “yang berarti” akan menyebabkan “ugly discoloration and stains” pada cucian (www.apparelsearch.com). Menjaga Fe/Mn <0,05 mg/L menghindarkan masalah kosmetik dan kualitas tersebut.
Dampak korosif air kaya Fe (pitting, lumpur di boiler/pemanas) memperpanjang downtime dan biaya perawatan. Di Indonesia, regulasi efluen (mis. Permen LHK) lebih berfokus pada organik (COD, BOD) dan tensioning elements; namun lini proses diharapkan bebas “air cokelat”. Pedoman Good housekeeping Common Institute (GCI) untuk pabrik garmen, serta banyak standar kepatuhan merek Barat, secara efektif menuntut logam nyaris nol di air pendingin/proses.
Karena suplai lokal kerap memiliki Fe/Mn >1 mg/L, banyak pabrik memilih oksidasi/filtrasi sebagai langkah pertama, kemudian IX untuk polishing. Contoh tipikal: dyehouse mengklorinasi dan memfilter air sungai hingga ≤0,1 mg/L Fe (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), lalu menerapkan kolom softener atau penukar ion guna menurunkan sisa jejak.
Baca juga: Dissolved Air Flotation
Rangkaian hibrida dan ekonomi operasi
Ringkasnya, konsentrasi Fe/Mn harus didorong sangat rendah (sering ≪0,1 mg/L). Sistem oksidasi rutin menghilangkan ≥80–90% besi terlarut (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), sementara penukar ion dapat “menyapu” sisa hingga “non‑detect” (sub‑ppb) bila beban awal rendah. Soal ekonomi: klorin dan aerasi berbiaya operasi rendah ($0,3–0,4/kg Cl₂) (nepis.epa.gov), sedangkan IX menuntut belanja modal signifikan untuk resin (~$3–20/L) serta regenerasi berkelanjutan (www.climate-policy-watcher.org). Skema hibrida—oksidasi/filtrasi lalu polishing IX—sering menjadi kombinasi paling andal untuk mutu dan keandalan air proses daur‑ulang.
Sumber data yang dikutip
Sumber: pedoman industri dan pemerintah melaporkan kapasitas dan biaya tiap metode. US EPA mencatat KMnO₄ ≈$2.700/ton vs klorin $350–400/ton (nepis.epa.gov). Pedoman USFS/Orion menyatakan softener hanya menangani beberapa mg/L total Fe+Mn (www.orionwater.com), sementara manganese greensand menanggulangi ~15–20 mg/L gabungan (www.orionwater.com). Studi lapangan Iran mengonfirmasi aerasi/filtrasi menurunkan Fe rata‑rata dari 0,93 ke 0,18 mg/L (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Factsheet industri laundry mendokumentasikan bahwa Fe “moderate” (3–10 ppm) harus dioksidasi sebelum filtrasi untuk mencegah noda kain (www.apparelsearch.com). Di mana tersedia, media IX berserat dapat menghilangkan logam lebih cepat daripada resin granular sambil mempertahankan ion air (imt-filter.com).
Referensi: pedoman dan laporan EPA (nepis.epa.gov); SUEZ/Degremont water handbook (www.suezwaterhandbook.com) (www.suezwaterhandbook.com); kriteria desain USFS/Orion (www.orionwater.com) (www.orionwater.com) (www.orionwater.com); studi kasus (Kalvani et al., 2021) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov); datasheet industri (www.apparelsearch.com) (www.apparelsearch.com); analisis biaya resin (www.climate-policy-watcher.org); dan literatur produk (imt-filter.com).
