Volume produced water meroket global hingga ~100 juta barel per hari dan Indonesia bermain di skala jutaan. Regulasi 25 mg/L oil & grease memaksa platform merancang sistem tiga tahap—gravity, flotation, hingga membran—untuk menurunkan minyak dari ~1000+ mg/L ke puluhan bahkan satu digit.
Di tiap barel minyak, muncul 3–4 barel air—itulah neraca realitas produksi minyak modern (water‑oil ratio ≈3–4:1, www.sciencedirect.com). Secara global, produced water tumbuh dari <30 juta bpd pada 1990 menjadi ~100 juta bpd pada 2015 (www.sciencedirect.com).
Indonesia berada di pusaran tren: dari produksi minyak ~860 kbpd (www.researchgate.net), lapangan-lapangan matang menghasilkan sekitar 8 juta barel/hari (≈1,27×10^6 m^3/hari) produced water (www.researchgate.net), dengan water cut yang bisa mendekati ~90% pada reservoir tua (www.researchgate.net) (www.researchgate.net).
Komposisinya bukan air biasa: brine kompleks berisi minyak tersuspensi (free dan emulsi), padatan (pasir formasi, lempung), organik dan garam terlarut (TDS sering 10^4–10^5 mg/L), logam jejak, hingga NORM—norma radioaktif alami (www.grafiati.com) (www.researchgate.net). Konsentrasi minyak awal lazimnya ratusan hingga ribuan mg/L sebelum treatment (www.researchgate.net).
Batas emisi dan konsekuensi desain
Regulasi Indonesia (Permen LH 19/2010) menuntut Oil & Grease ≤25 mg/L untuk produced water onshore dan COD ≤200 mg/L (www.researchgate.net). Jika produced water offshore dibongkar di darat, standar “onshore” yang lebih ketat ini tetap berlaku (www.researchgate.net) (www.researchgate.net).
Offshore internasional lazim menargetkan ≲30 mg/L O&G (misalnya OSPAR, pubs.acs.org), dengan target baru 15 mg/L atau “zero discharge” untuk fasilitas baru (pubs.acs.org) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Standar reinjeksi (EOR) bahkan lebih ketat, sering ≲5 mg/L minyak dan ≲10 mg/L padatan (www.researchgate.net).
Implikasinya jelas: sistem harus menurunkan minyak dari ~1000+ mg/L ke satu digit mg/L untuk reuse atau 10–30 mg/L untuk pembuangan (www.researchgate.net) (www.researchgate.net).
Baca juga:
Mengapa Sterilizer Horizontal & Kontrol Otomatis PLC/SCADA Jadi Pilihan Utama di Pabrik Kelapa Sawit
Tahap primer – pemindahan minyak dan padatan bulk
Tujuan: mengeluarkan “free oil” dan padatan kasar. Target praktis 70–90% minyak terangkat di tahap ini. Unit yang lazim: separator gravitasi dua/ tiga fase (API tank, corrugated‑plate interceptor/CPI) dan hydrocyclone de‑oiler. API separator mampu mengkoalesensikan droplet >100 μm dan menghasilkan effluent minyak ~150–300 mg/L (www.researchgate.net) (www.researchgate.net).
Di praktik, separator primer menurunkan konsentrasi dari ~2000 mg/L menjadi beberapa 10^2 mg/L (www.researchgate.net). Hydrocyclone mengandalkan gaya sentrifugal; pada kecepatan inlet optimal (~4 m/s) dapat menghilangkan ~90% minyak tersuspensi (www.mdpi.com). Uji 60 mm cyclone menurunkan minyak dari 330 mg/L ke 120 mg/L (≈64% removal) (www.researchgate.net).
Sekitar ~90% fasilitas produced water offshore memakai separator siklonik (sering multi‑unit paralel) karena footprint kecil (www.mdpi.com). Tahap ini juga menjatuhkan pasir dan grit secara gravitasi. Hasilnya: >80% TSS dan sebagian besar droplet besar hilang, namun minyak sisa tetap ratusan mg/L.
Untuk pembebasan minyak bebas tambahan, paket pemisah minyak seperti oil removal skimmer dapat dipadukan di hulu CPI/hydrocyclone ketika dibutuhkan oleh konfigurasi fasilitas.
Tahap sekunder – flotasi gas terinduksi dan filtrasi media
Tujuan: mengeluarkan emulsi halus dan padatan halus agar memenuhi 10–30 mg/L. Induced Gas Flotation (IGF) atau dissolved‑air flotation/DAF menyuntik gelembung mikro agar droplet 5–50 μm menempel dan terapung untuk disapu. Media/coalescer filter (pasir atau cartridge) membantu menangkap sisa minyak dan partikulat.
Flotasi efektif: lazimnya menghilangkan ≥90% minyak sisa (www.researchgate.net) (www.researchgate.net). Dalam uji laboratorium, cyclone‑based air flotation menurunkan 93,1% minyak dari 1189 mg/L menjadi ≈83 mg/L (www.researchgate.net). Di skala penuh, IGF yang didesain baik biasanya membawa minyak ke “puluhan mg/L”, memenuhi target <30 mg/L untuk offshore (pubs.acs.org).
Kombinasi IGF dengan hydrocyclone atau CPI/DAF sering dipakai; satu kasus mencatat ∼90% removal pada rangkaian hydrocyclone + flotation (www.researchgate.net). SS juga diturunkan: multi‑media filter industri pasca‑IGF biasanya memangkas TSS ke satu digit mg/L.
Efektivitas sekunder sering butuh bantuan kimia: koagulan atau demulsifier sebelum IGF bisa memecah emulsi dan memberi ~70–90% penghilangan O&G, dengan minyak akhir ≪50 mg/L. Dosisnya dapat diatur presisi menggunakan dosing pump, sementara opsi koagulasi tersedia melalui koagulan dan PAC/ACH. Untuk emulsi bandel, paket demulsifier bidang migas lazim dipilih.
Pada jalur filtrasi, sand filter dua media seperti sand‑silica membantu menurunkan kekeruhan, lalu polishing partikel halus dilakukan dengan cartridge filter. Jika dipilih rute DAF, unit kompak DAF memberikan pengapungan terlarut yang konsisten di footprint terbatas.
Kinerja: effluent O&G 10–30 mg/L adalah keluaran tipikal tahap sekunder. Memenuhi batas Indonesia 25 mg/L (www.researchgate.net) lazim tercapai dengan kombinasi primer+IGF. Gabungan dua tahap ini umumnya menghilangkan >95% total minyak; hidrokarbon terlarut (kontributor COD) sebagian besar belum tersentuh. Pasca IGF/filtrasi, TSS sering <10 mg/L dan minyak tersisa ~15–25 mg/L (pubs.acs.org) (www.researchgate.net).
Baca juga: Pengolahan Limbah Secara Kimia
Tahap tersier/polishing – membran dan adsorpsi
Tujuan: minyak mendekati nol dan padatan sangat rendah untuk reuse—target <5 mg/L minyak dan <10 mg/L TSS; untuk reinjeksi, spesifikasi paling ketat adalah minyak <5 mg/L dan partikel <10 µm (www.researchgate.net).
Teknologinya: filtrasi membran adalah standar industri. Tangential‑flow ultrafiltration (UF) atau microfiltration (MF) menghasilkan filtrat dengan <5 mg/L minyak terdispersi (www.researchgate.net). Contoh uji spiral‑wound UF + RO pada produced water lapangan menunjukkan 98% penolakan garam dan minyak praktis nol (100% removal COD) (www.grafiati.com).
Praktiknya, unit tersier didahului filter halus (hingga <1 NTU) untuk mencegah fouling. Paket ultrafiltration kerap menjadi pretreatment ke RO, sementara sistem terpadu seperti membrane systems memudahkan modularisasi. Bila dibutuhkan air lebih tawar, brackish water RO atau skenario air laut menggunakan sea water RO dipilih sesuai salinitas.
Alternatif tanpa membran seperti media penyerap—misal karbon aktif—dapat memoles hidrokarbon jejak/organik, meski opsi ini kurang umum offshore. Untuk itu, media activated carbon menyediakan jalur polishing tambahan.
Kinerja: UF/RO secara rutin mencapai minyak/kekeruhan satu digit. Studi lapangan (Montana oilfield) mencatat 100% removal COD dan 98% penurunan konduktivitas via UF+RO, serta menyimpulkan biaya treatment lebih murah dibanding pembuangan reinjeksi (www.grafiati.com). Dalam konteks Indonesia, polishing semacam ini membuka reuse untuk injeksi atau pemakaian industri. Namun, tahap tersier memang berbiaya: membran memerlukan pembersihan berkala dan pretreatment kimia—dukungan kimia dapat mengandalkan membrane cleaners dan membrane antiscalants.
Baca juga:
Kondensat Sterilizer Sawit: Limbah Panas yang Bisa Diubah Jadi CPO dan Penghematan Energi
Tren data dan implikasi rancangan
Volume produced water terus naik—sekitar +70% dari 1990 ke 2015 (www.sciencedirect.com). Offshore wells baru pun menunjukkan fraksi air ~75–80% (www.sciencedirect.com), sehingga perencanaan jangka panjang harus menganggarkan throughput besar.
Dorongan regulasi makin kuat: banyak operator global menarget “zero discharge” (pubs.acs.org). Regulasi Indonesia pada praktiknya menuntut minyak nyaris nol di effluent (batas 25 mg/L) (www.researchgate.net), sehingga multistage jadi keniscayaan—gravitasi saja tidak cukup.
Dari sisi ekonomi, produced water treatment menyumbang 5–15% biaya drilling & produksi (www.sciencedirect.com). Reuse dapat mengompensasi: satu studi menemukan treatment lebih murah daripada pembuangan reinjeksi karena air hasil bernilai (pertanian atau injeksi) (www.grafiati.com).
Dari adopsi teknologi, platform modern memilih sistem kompak dan otomatis. Sekitar 90% plant PW offshore memakai hydrocyclones (www.mdpi.com). Tren baru termasuk monitoring real‑time, kontrol dosing kimia, dan integrasi membran (www.sciencedirect.com). Unit sekunder dan tersier makin sering dikemas skid‑mounted dan modular. Perangkat pendukung seperti water treatment ancillaries membantu integrasi harian.
Baca juga:
Rangkaian sistem yang memenuhi regulasi
Konklusi rancangan: rangkai beberapa lapis. Mulai dengan API separator atau CPI ditambah bank hydrocyclone untuk menangkap >80% minyak; lanjut IGF untuk mengapungkan sisa minyak ke ≲25 mg/L; kemudian filter media dan cartridge untuk padatan halus; bila reuse dibutuhkan, tambahkan UF/RO untuk memoles ke <5 mg/L (www.researchgate.net) (www.researchgate.net).
Setiap tahap harus disetel pada laju alir, waktu tinggal, dan tekanan yang sesuai throughput dan target removal. Pendekatan multi‑barrier ini terbukti oleh data dan regulasi, memastikan effluent yang memenuhi 25 mg/L minyak untuk buang Indonesia (www.researchgate.net) atau ≲5 mg/L untuk reinjeksi (www.researchgate.net). Untuk housing industri bertekanan tinggi pada tahap filtrasi, steel filter housing membantu menjaga integritas operasi.
