Biofouling menggerus kinerja SWRO; program biocide berbasis klorin efektif hanya bila dipasangkan dengan dechlorination natrium bisulfite tepat sebelum membran. Musim mekar alga menambah kompleksitas dan memaksa tata kelola pra‑perlakuan yang adaptif.
Biofouling—pertumbuhan mikroba dan produk ekstraselulernya (EPS, extracellular polymeric substances)—adalah ancaman permanen bagi pabrik desalinasi air laut. Dampaknya nyata: penurunan tekanan dan kejatuhan fluks; satu studi menemukan normalized SWRO flux turun ~40% dalam 7 tahun meski pembersihan rutin (researchgate.net).
Karena itu, pra‑perlakuan berlapis—koagulasi, flokulasi, filtrasi media, hingga UF/MF (ultrafiltrasi/mikrofiltrasi)—dirancang untuk menurunkan beban partikel dan biopolimer sebelum reverse osmosis (RO). Pada air dengan ledakan alga, dissolved air flotation (DAF) kerap ditambahkan untuk mengapungkan dan mengeluarkan sel tanpa merusaknya (waterworld.com).
Cooling Fermenter Brewery: Glikol vs Ammonia & Kontrol PID
Pra‑perlakuan fisik‑kimia berlapis
Koagulasi–flokulasi menggabungkan sel alga dan polimer organik terlarut sehingga mudah disaring. Filtrasi media granular (mis. dual‑media filter/DMF) dan DAF dapat menghilangkan 48–90% sel alga, sementara UF/MF modern rutin mencapai >99% penghilangan (researchgate.net). Dalam kondisi bloom berat, DAF menjadi langkah awal penting untuk meminimalkan kerusakan sel (waterworld.com).
Dosis koagulan (contoh umum: ferric chloride atau alum) krusial: “coagulation … removes AOM more effectively than [filtration] alone,” sehingga lebih sedikit materi alga mencapai SWRO (waterworld.com). Hasil terukur menegaskan: pra‑DAF atau UF melaporkan >75% reduksi alga/biopolimer (researchgate.net), sedangkan sistem tanpa koagulasi menghadapi fouling berat saat bloom.
Secara peralatan, banyak pabrik memadukan media pasir dan antrasit pada DMF—konteks penggunaan media seperti pasir silika dan antrasit—kemudian memoles dengan membran UF sebagai pretreatment RO. Di air baku kaya alga, DAF diletakkan di hulu sebelum filter. Dosing kimia koagulan dan polimer dikendalikan akurat menggunakan pompa dosis, dengan portofolio coagulants dan flocculants yang relevan untuk pra‑perlakuan ini.
Program biocide berbasis klorin
Klorin (chlorination) adalah standar industri untuk menekan mikroba di pra‑perlakuan. Banyak intake RO menjaga residual rendah kontinu—sekitar 0,2–0,5 mg/L free Cl₂—terutama saat memakai membran CTA (cellulose triacetate) yang toleran klorin. CTA berfluks lebih rendah dibanding polyamide (PA) namun aman terhadap free chlorine (researchgate.net). Banyak pabrik SWRO skala besar di Timur Tengah menggunakan elemen CTA dan chlorination kontinu (researchgate.net).
Namun, chlorination kontinu tidak meniadakan biofouling: biofilm masih terbentuk pada elemen CTA; klorin tidak selalu mencapai seluruh bagian modul membran, terutama saat serat tersumbat (researchgate.net). Paparan terus‑menerus juga menyeleksi “disinfection‑resistant bacteria (DRB)”, dengan perubahan komunitas mikroba teramati di laboratorium dan lapangan (researchgate.net). Pada satu pilot, chlorination justru meningkatkan potensi fouling membran dengan menggeser biofilm menjadi lebih tipis namun lengket dan kaya EPS (researchgate.net) dan pergeseran struktur komunitas pada suhu rendah (researchgate.net). Kesimpulan: chlorination kontinu itu sederhana dan lazim, tetapi harus dipantau dan dikombinasikan dengan cleaning berkala, karena tidak akan sepenuhnya menghapus biofouling.
Operator biasanya mengendalikan dosis dengan pompa dosis yang presisi; rujukan peralatan umum untuk aplikasi ini adalah dosing pump.
Shock dosing: dosis kejut dan risikonya
Untuk mengurangi adaptasi mikroba, banyak pabrik menerapkan shock chlorination berkala: dosis NaOCl tinggi—sekitar 3–5 mg/L sebagai Cl₂—dipulsakan ke intake beberapa kali per minggu, bukan harian (researchgate.net; researchgate.net). Rekomendasi frekuensi: 1–3×/minggu dengan jadwal semi‑acak (bukan waktu tetap harian) untuk menghindari pola yang dapat “dipelajari” mikroba (researchgate.net).
Pulsasi ini efektif menyerang biofilm sebelum matang, bahkan kadang menaikkan fluks jangka pendek. Namun ada trade‑off: dosis kejut dapat melisis sel, melepaskan organik intraseluler yang menaikkan AOC (assimilable organic carbon) dan memicu biofouling hilir bila tidak segera dihilangkan. Panduan HAB menegaskan bahwa menghindari chlorination saat bloom “akan membantu mencegah fouling hilir,” karena lisis sel melalui oksidasi justru menambah AOC (waterworld.com).
Secara umum, kombinasi baseline residual rendah dengan shock periodik menghasilkan kontrol terbaik. Alternatif seperti chlorine dioxide atau monochloramine juga dipakai di sebagian fasilitas, dengan batasan: chlorine dioxide efektif namun lebih kompleks didose, chloramine kurang reaktif dan menghasilkan DBP (disinfection by‑products) lebih sedikit, namun tetap bersifat oksidatif.
Deklorinasi wajib sebelum RO
Intinya: seluruh residual klorin harus dihapus sebelum air masuk ke membran RO berbahan polyamide (PA). Free chlorine menyerang ikatan amida PA dan merusak matriks polimer secara ireversibel (pubs.acs.org). Hanya membran CTA yang toleran terhadap klorin.
Panduan teknis menegaskan: “Any [composite polyamide] RO elements may not be exposed to chlorinated water under any circumstances… Neutralize any chlorine residual with a sodium bisulfite solution” (kh.aquaenergyexpo.com; mdpi.com). Secara praktik, feed natrium bisulfite (Na₂S₂O₅) atau metabisulfite dipasang tepat di hulu train RO. Secara stoikiometri, 1,34 mg Na₂S₂O₅ menetralkan 1,00 mg Cl₂, namun faktor keamanan ~2–3× lazim digunakan untuk memastikan penghilangan penuh (researchgate.net). Studi merekomendasikan ~2–3 mg bisulfite per 1 mg klorin (researchgate.net).
Waktu campur dan pemantauan harus memadai agar residual free chlorine di inlet RO praktis nol. Sisa klorin akan “cause permanent damage of the polyamide structure” (researchgate.net), menurunkan rejeksi dan umur pakai. Itulah mengapa dechlorination adalah langkah wajib pada desain yang menggunakan PA RO.
Penerapan operasionalnya identik dengan skid dosing: paket dechlorinations agent (basis natrium bisulfite) dipompa secara akurat, umumnya ditempatkan tepat sebelum feed SWRO. Perangkat dosing yang stabil seperti dosing pump membantu memastikan faktor keamanan 2–3× tercapai tanpa overdosing yang tidak perlu.
Pabrik Bir Tangkap CO₂ Fermentasi: Teknologi, Manfaat & ROI 1–5 Tahun
Musim mekar alga dan lonjakan biofouling
Bloom musiman (HAB) melipatgandakan biomassa dan organik di intake. Kasus historis: Cochlodinium 2008–09 di Teluk/Sea of Oman membuat pra‑perlakuan konvensional (DMF satu tahap dengan ferric coagulant) kewalahan; pabrik mengalami penghentian berpekan hingga berbulan, dan satu fasilitas melaporkan 100% penggantian membran RO akibat biofouling (waterworld.com). Sementara itu, pabrik termal (multistage flash) cenderung berjalan tanpa banyak isu—menegaskan sensitifnya SWRO saat bloom. Secara global, dampak HAB meningkat seiring perubahan iklim dan input nutrien; ledakan plankton semakin sering dan intens (waterworld.com).
Respon multi‑barrier yang lazim:
- Monitoring & early warning. Sensor klorofil/alga di intake hingga pemantauan satelit hotspot bloom memungkinkan tindakan dini (waterworld.com).
- Operasi fleksibel. Produksi dikurangi atau RO dihentikan sementara untuk menghindari fouling yang tak reversibel; pemantauan TSS/DP (differential pressure) membantu keputusan cepat (waterworld.com).
- Peningkatan pra‑perlakuan. Dosis koagulan dinaikkan dan DAF ditaruh di hulu untuk menangkap sel utuh. UF dijalankan pada fluks lebih rendah atau CIP (clean‑in‑place) lebih sering untuk menghindari cake irreversibel; unit UF kerap dipasangkan dengan DMF saat bloom (waterworld.com). Filter patron juga berperan sebagai polishing; rujukan peralatan: cartridge filter.
- Kehati‑hatian chlorination. Saat bloom, menghindari chlorination pada intake dapat membantu mencegah fouling hilir karena lisis sel oleh oksidan menaikkan AOC (waterworld.com).
Meski demikian, bloom ekstrem masih bisa memaksa outage berkepanjangan; beberapa pabrik SWRO dilaporkan berhenti hingga 4 bulan pada peristiwa 2008–09 (waterworld.com). Desain yang resilien terhadap bloom—mis. kapasitas pretreatment ekstra, train paralel, unit UF siaga—menjadi pertimbangan lokasi rawan alga.
Konteks regulasi dan outcome operasi
Secara regulasi, program chlorination harus memperhatikan mutu air. Standar air minum Indonesia (Permenkes 492/2010) membatasi trihalomethanes pada 100 µg/L—meski berlaku untuk air jadi, ini menegaskan pentingnya meminimalkan klorin berlebih (water.co.id). Proyek Indonesia (mis. rencana desalinasi air laut Balikpapan, ~120 L/s) perlu patuh kriteria air bersih Kemenkes dan izin buang lingkungan. Praktiknya, operator melacak residual klorin dan kadar DBP pada air produk dan/atau buangan.
Sanitasi Cold Side Brewery: CIP, PAA, dan Purge Gas
Metrik kinerja dan penyesuaian dosis
Best practice berbasis data: kombinasi pra‑perlakuan fisik‑kimia yang kuat, chlorination kontinu atau intermiten, dan dechlorination natrium bisulfite tepat sebelum RO. Metrik kinerja kunci mencakup pengendalian indikator fouling (mis. SDI, hitungan bakteri/ATP), pemantauan normalized RO flux (CIP dipicu saat penurunan >10%—rujukan panduan: kh.aquaenergyexpo.com), serta memastikan tidak ada free chlorine terdeteksi di feed RO. Dengan mengkuantifikasi outcome—mis. log reduction alga, laju penurunan fluks, frekuensi CIP, tren DP—operator dapat menyetel dosis: saat indikator biofilm naik, intensifkan pulsasi oksidan atau naikkan dosis koagulan. Pendekatan ini didukung studi dan laporan lapangan (researchgate.net; waterworld.com).
Dalam konteks sistem membran yang lengkap—dari UF pra‑RO hingga RO/NF—rujukan portofolio peralatan relevan tersedia pada membrane systems untuk kebutuhan industri maupun utilitas.
Sumber: Tinjauan desalinasi dan panduan industri (peer‑reviewed dan teknis) menjadi dasar. Studi mendokumentasikan efisiensi penghilangan alga dan efek chlorination (researchgate.net; researchgate.net; researchgate.net); histori kasus desalinasi mencatat outage biofouling (mis. bloom Teluk 2008) (waterworld.com); standar WHO/kesehatan (Permenkes 492/2010) memberi batas THMs (water.co.id); panduan eksplisit mensyaratkan dechlorination bisulfite sebelum RO (mdpi.com; researchgate.net). Semua angka dan praktik di atas diambil dari sumber‑sumber tersebut.
