Banjir logam berat di arus blowdown (aliran pembuangan rutin dari sirkuit air) prep plant batubara menuntut resep yang presisi: naikkan pH, presipitasikan, kemudian klarifikasi. Desain ini hadir lengkap dengan panduan operator agar buangan patuh baku mutu Indonesia.
Air blowdown dari pencucian batubara memikul beban yang tak kasat mata—logam berat seperti Fe, Mn, Cu, Zn, Ni—yang terlarut dari batubara, plus padatan halus (coal fines) dalam kadar puluhan hingga ratusan mg/L. Satu analisis mencatat TSS (total suspended solids, total padatan tersuspensi) sekitar ~66 mg/L (ojs.umrah.ac.id), sementara konsentrasi Fe ~0,8–8,7 mg/L, Cu ~0,3–1,0 mg/L, Zn ~0,1–0,3 mg/L (dan Mn, Ni, Cr di kisaran mg/L rendah) dilaporkan pada efluen sejenis (springerplus.springeropen.com) (ojs.umrah.ac.id).
Risikonya nyata: logam berat mudah terakumulasi dalam rantai makanan (springerplus.springeropen.com). Di lapangan, limpasan dari fasilitas berbasis batubara pernah menunjukkan Fe 8,71 mg/L—melewati ambang Indonesia ≤7 mg/L—dan Mn ~5–7 mg/L, di atas batas ≤4 mg/L (springerplus.springeropen.com; www.scribd.com; www.scribd.com). Di tengah lonjakan skala industri—Indonesia mencatat rekor produksi batubara 2024 (www.mining.com)—solusi pengolahan yang disiplin makin krusial.
Desain IPAL Tambang Batubara: Equalisasi, Netralisasi & Polishing
Karakteristik efluen dan baku mutu
Untuk pengolahan batubara, regulasi Indonesia menetapkan pH 6–9, TSS ≤400 mg/L, Fe ≤7 mg/L, Mn ≤4 mg/L, BOD (biochemical oxygen demand) ≤30 mg/L, COD (chemical oxygen demand) ≤100 mg/L (www.scribd.com) (www.scribd.com).
Untuk logam lain yang belum spesifik di subsektor ini, aturan pertambangan Indonesia di beberapa kategori membatasi Cu ~1 mg/L, Zn ~5 mg/L, Ni ~0,5 mg/L, Pb ~0,1 mg/L, Cr(VI) ~0,1 mg/L (www.scribd.com). Artinya, sistem harus menurunkan logam ke level mikrogram–miligram per liter tunggal (≈90–99% removal) dan mereduksi TSS ke <400 mg/L.
Rangkaian presipitasi kimia
Rancang bangun yang lazim terdiri dari equalization (penyangga debit dan kualitas), screening kasar, koreksi pH, presipitasi/koagulasi kimia, flokulasi, lalu klarifikasi gravitasi. Screening kasar dapat dipenuhi dengan unit seperti manual screen di inlet untuk menangkap debris besar.
Pada equalization tank, stabilkan pH dan beban padatan sebelum pengolahan berikutnya. Tahap ini mengurangi fluktuasi yang mengganggu reaksi kimia di hilir.
Pengaturan pH dan dosis kimia
Blowdown umumnya netral; namun presipitasi logam berat optimal pada pH basa. Dosis Ca(OH)2 slurry (kapur/limelime) atau soda ash menaikkan pH ke 9–10. Kebutuhan presipitasi hidroksida: Cu ~8,5–9,5; Ni dan Zn ~9–10; Pb ~9,5–10,5 (www.waterandwastewater.com). Kontrol pH real‑time krusial; bila overshoot, koreksi dengan asam (H2SO4 atau HCl). “Proper pH control is critical for the precipitation reaction” (www.waterandwastewater.com). Dosis akurat terbantu perangkat seperti dosing pump agar injeksi kimia stabil.
Reaktor presipitasi dan flokulasi
Pada reaktor presipitasi, tambahkan Ca(OH)2 atau NaOH dengan mixing memadai. Untuk memperbesar flok presipitat, koagulan (mis. ferric chloride atau alum) dan/atau polimer flokulan dapat ditambahkan (www.waterandwastewater.com) (www.waterandwastewater.com). Secara praktis, opsi kategori bahan tersedia sebagai coagulants dan flocculants.
Efektivitasnya tinggi: uji laboratorium menunjukkan ~99% removal Fe, Zn, Cd pada pH 10,3 dalam 15 menit (www.mdpi.com). Pilot Indonesia dengan batu kapur/bentonit menaikkan pH dan menghapus ~98% Fe (0,998→<0,02 mg/L) serta 91% TSS (66→6 mg/L), sementara Mn hanya ~27% sehingga perlu pH lebih tinggi atau tahapan tambahan untuk Mn (ojs.umrah.ac.id; www.scribd.com).
Setelah penambahan kimia, air masuk ke zona flokulasi (flocculation, pembentukan flok) dengan pengadukan lembut beberapa puluh menit agar flok tumbuh kokoh.
Panduan Teknologi Pengolahan Air Tambang: Biologi vs Kimia vs RO
Desain klarifikasi akhir
Klarifikasi gravitasi memisahkan sludge (lumpur presipitat) dari efluen jernih. Ukurannya ditetapkan berdasarkan kecepatan pengendapan (Stoke’s law) dan ukuran flok ~50–100 µm, dengan beban permukaan tipikal ~0,5–1 m³/m²·jam untuk >90% penurunan TSS (www.scribd.com). Retention time rancang bangun ~20–30 menit (per [21]) dan/atau surface overflow ~0,5 m/jam.
Unit seperti clarifier konvensional atau lamella settler yang hemat tapak dapat digunakan. Dengan desain yang baik, TSS efluen turun ke satuan digit mg/L—contohnya 66→6 mg/L (ojs.umrah.ac.id)—dan karena co‑settling, logam berat ikut turun. Pastikan pH akhir kembali ke 6–9 sebelum buang. Untuk polishing opsional ke TSS sangat rendah, sand filter seperti media sand‑silica atau membran (mis. ultrafiltration) dapat ditambahkan bila diperlukan.
Performa yang diharapkan
Literatur dan pilot menunjukkan removal logam terlarut >95–99% ketika kondisi optimal tercapai (www.mdpi.com; www.waterandwastewater.com). Pada pH ≈10, Fe, Zn, Cd turun hingga <1% dari konsentrasi awal (www.mdpi.com). Di studi Indonesia, Fe dari ~1,0 menjadi <0,02 mg/L (ojs.umrah.ac.id), jauh di bawah ambang 7 mg/L (www.scribd.com), dan TSS anjlok >90% (66→6 mg/L) (ojs.umrah.ac.id).
Secara statistik, sistem serupa menunjukkan tren >80–90% removal untuk sebagian besar logam berat dan organik (BOD/COD) melalui kopresipitasi dan sedimentasi (www.waterandwastewater.com; pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Kinerja aktual tetap bergantung pada beban influen dan optimasi (terutama pH). Verifikasi rutin dibutuhkan untuk memastikan TSS, Fe, dan Mn selalu patuh. Jika perlu, penyesuaian bertahap—misalnya menaikkan pH akhir atau presipitasi sulfida—dapat menarget logam “bandel”, meski presipitasi hidroksida standar biasanya memadai.
Polishing Pasif Tambang Batubara: Turunkan OPEX & Maksimalkan Kinerja
Panduan operasional di lapangan
- Monitoring dan equalization. Pantau kontinu debit, pH, TSS, konduktivitas. Jaga tangki equalization sebagai buffer lonjakan. Lakukan uji settling dengan jar; catat konsentrasi inlet.
- Kalibrasi dosis kimia. Lakukan jar test untuk dosis Ca(OH)2 atau alkali lain demi pH target dan removal logam. Naikkan pH perlahan ke kisaran ~9–10 (www.waterandwastewater.com); hindari under/overdosing. Jika pH overshoot, koreksi dengan asam encer. Kontrol pH yang tepat itu “critical” (www.waterandwastewater.com). Gunakan dosing pump untuk keakuratan injeksi.
- Penanganan reagen. Simpan kapur, koagulan, polimer dengan aman. Periksa pompa dan mixer harian. Sediakan cadangan probe pH dan dosing pump; kalibrasi berkala; pertahankan stok kimia minimum untuk beban puncak.
- Kendali flokulasi. Atur kecepatan aduk agar terbentuk flok kuat (indikasi visual jelas). Jika flok kecil/lambat, uji tambahan kecil koagulan/polimer; biasanya beberapa mg/L FeCl3/Al2(SO4)3 dan ≤1 mg/L polimer, namun verifikasi lewat bench test. Bahan tersedia dalam kategori coagulants dan flocculants.
- Operasi klarifier. Inspeksi ketinggian sludge blanket dan kejernihan efluen. Bersihkan rake dan baffle berkala. Tarik sludge kontinu untuk menjaga kekeringan. Ukur turbiditas/TSS minimal mingguan; target jauh di bawah 400 mg/L.
- Kontrol efluen. Uji pH, TSS, dan sesekali logam (Fe, Mn, Cu, Zn). Pastikan pH 6–9; dosis asam pascaklarifier jika perlu. Konfirmasi Fe ≤7 mg/L dan Mn ≤4 mg/L (www.scribd.com; www.scribd.com). Simpan seluruh data untuk pelaporan dan kendali proses.
- Manajemen sludge. Sludge berlogam adalah limbah B3; lakukan dewatering (belt filter press atau centrifuge). Uji kandungan logam; bila tidak dapat dimanfaatkan, kirim ke fasilitas berizin. Tutup pit sludge agar tak terdilusi hujan; catat volume dan rute pembuangan.
- Perawatan dan keselamatan. Gunakan APD saat menangani kaustik/asam. Ventilasi area dosing. Jadwalkan pemeliharaan mixer, pompa, mekanisme klarifier, dan instrumen. Sediakan asam/basa netralisasi darurat.
- Pencatatan kinerja. Dokumentasikan debit, konsumsi kimia (kg/hari), tren pH, sampel efluen, dan produksi sludge. Bandingkan Cin vs Cef dengan ekspektasi rancang bangun (www.scribd.com; www.mdpi.com). Lakukan penyesuaian bila performa bergeser atau regulasi diperketat.
Dengan disiplin operasi tersebut, blowdown pencucian batubara dapat memenuhi standar Indonesia secara konsisten. Prioritas teknis: (a) jaga pH di level presipitasi hidroksida yang dibutuhkan (www.waterandwastewater.com; www.waterandwastewater.com); (b) capai >90% penurunan padatan dan logam berat melalui koagulasi/klarifikasi (www.mdpi.com; ojs.umrah.ac.id); dan (c) kelola sludge sebagai limbah B3. Hasil akhirnya: TSS satuan digit mg/L dan logam berat di bawah batas mg/L, dengan dampak lingkungan minimal.
