Di iklim tropis dan beban panas tinggi, air sirkulasi cooling tower di pabrik amonia/urea hanya bisa “selamat” bila skala, korosi, dan biofilm dikendalikan serentak: blend phosphonates+polimer, azole untuk tembaga, serta biocide oksidatif dan non‑oksidatif.
Air pendingin yang terus beredar (recirculating) di cooling tower memusatkan garam terlarut karena evaporasi serta menjadi rumah nyaman bagi biofilm—kombinasi yang cepat memangkas perpindahan panas dan efisiensi pabrik. Literatur industri mencatat deposit karbonat tipis saja bisa menambah biaya bahan bakar “ratusan hingga ribuan dolar per hari” di fasilitas besar, menurut Power Engineering dan Chemical Engineering.
Di kompleks amonia/urea, ammonia ambien dan NOx dari proses bisa “masuk” ke udara dan air tower (EPA, OSTI). Bakteri nitrifikasi lalu mengoksidasi NH₃ menjadi nitrit/nitrat, menurunkan pH dan memicu pembentukan asam yang korosif (OSTI). Di iklim tropis seperti Indonesia, suhu 20–50 °C kian ideal bagi biofilm yang dapat membawa Legionella (beta.co.id).
Karena itu, program air cooling tower harus agresif: bendung kerak karbonat/sulfat via phosphonates+polimer, lindungi metal campuran dengan azole untuk paduan tembaga serta inhibitor baja, dan gempur biofilm menggunakan biocide oksidatif dan non‑oksidatif—pendekatan yang divalidasi studi dan praktik lapangan (MDPI, Chemical Processing).
( ) Gambar: Large industrial cooling towers in a fertilizer complex. Tanpa anti‑scale dan anti‑corrosion yang kuat, mineral dan biofilm akan menginsulasi penukar kalor sehingga perfoma turun drastis (Power Engineering, Chemical Engineering).
Daur Ulang Air 80–98% di Pencucian Batubara dengan Thickener & Clarifier
Strategi pengendalian kerak terkoordinasi
Kunci kendali kerak adalah inhibitor ambang (threshold) dan distorsi kristal. Program ini memberi blend sinergis organophosphonate seperti HEDP dan PBTC (fosfonat organik; aditif yang mengganggu nukleasi kristal) atau oligomer baru seperti phosphino‑succinates, bersama polymeric dispersants seperti polyacrylate dan polyaspartate (polimer yang menahan partikel tetap terdispersi). Dosis praktik: sekitar 5–20 mg/L masing‑masing inhibitor; pada kondisi berat, bisa naik ke puluhan mg/L. Uji statik menunjukkan ~90 mg/L blend phosphonate/polimer memberi >91% inhibisi deposit CaCO₃ (MDPI).
Formula uji lapangan (rasio massa phosphonate:PASP:PESA = 4:1:1) mencapai 91,8% inhibisi kerak sekaligus menurunkan residu fosfor di air ~33% (MDPI). Ini menegaskan polimer “hijau” seperti polymaleate dan polyepoxysuccinate bisa mendekati kinerja phosphonate dengan beban P lebih rendah (MDPI).
Desain operasi menjaga pH ketat di kisaran ~7,5–9,0 (tergantung metalurgi) untuk meminimalkan supersaturasi CaCO₃. Dosing kontinu (metering) mempertahankan indeks Langelier dan Ryznar (indikator kecenderungan scaling/korosif) pada zona tidak‑kerak, idealnya via pompa akurat seperti dosing pump. Siklus pemekatan/COC (cycle of concentration; rasio pemekatan karena evaporasi) dimonitor lewat konduktivitas dan uji kekerasan; blowdown membuang pengotor sebelum mengendap. Dengan dosis dan blowdown tepat, kerak umum (CaCO₃, CaSO₄, silikat) tertahan dalam suspensi atau mengendap lemah; interval pembersihan mekanis pun memanjang. Secara empiris, program performa tinggi mampu memangkas massa fouling ~30–50% dibanding sistem tak terkendali (Power Engineering, Chemical Engineering).
Formulasi praktisnya mengandalkan paket scale inhibitors berbasis phosphonate ditambah dispersant polimer yang didose kontinu agar residual stabil di rentang target.
Perlindungan korosi multi‑metal
Metalurgi sistem biasanya campuran: pipa baja karbon, tube HX dari tembaga/kuningan atau Cu–Ni, dan komponen stainless. Paket inhibitor disetel agar tidak memicu sel galvanik.
Untuk paduan tembaga, dipakai senyawa azole—tolyltriazole atau benzotriazole/BZT (molekul organik yang membentuk film protektif pada permukaan Cu). Dosis rendah ~1–5 mg/L membentuk lapisan kimisorpsi rapat di permukaan Cu/Cu₂O (Water Technologies Handbook; Water Technology Report), menstabilkan Cu(I) oksida agar tidak berubah ke Cu(II) yang kurang protektif (Water Technologies Handbook). Azole juga mengikat Cu²⁺ terlarut untuk mencegah replating ke baja (AZoM). Praktik lazim: benzotriazole 1–3 ppm; tolyltriazole serupa atau sedikit lebih tinggi (Water Technology Report). Karena oksidator (klorin, ozon) dapat mendegradasi film azole, residual harus dimonitor (mis. UV/Vis) dan di‑replenish secara kontinu (AZoM; Water Technologies Handbook).
Untuk baja karbon, dipakai film‑former anodik. Opsi tradisional seperti nitrit atau molibdat ada, tetapi lingkungan kaya ammonia bisa mendorong pembentukan nitrit/nitrat oleh bakteri; karenanya alternatif organik (polyphosphate bebas seng atau polimer) kerap dipilih. Dosis kecil zinc–molybdate (total 5–20 mg/L) dapat membentuk film protektif di baja (Water Technology Report), sementara program modern banyak mengandalkan polimer filmer (mis. polyaspartate, fatty amine) untuk menjaga pasivasi alkalin; pH bulk dinaikkan (umumnya 8,5–9,0). Target laju korosi baja sangat rendah, <5 MPY (mils per year; satuan laju korosi). Pada uji lab, blend phosphonate/polimer maju di ~13 ppm total inhibitor menghasilkan korosi baja karbon ~2,1–2,3 MPY (WO2019005429A1).
Pencegahan antargalvanik: ion tembaga yang terlarut dan “melapisi” baja bisa memicu korosi galvanik bahkan di kadar ppm (AZoM), jadi blowdown dan make‑up dipantau untuk Cu (<0,2 ppm) dan Fe(II) sebagai indikator. Bagian stainless menghindari deviasi asam (pH >7) dan batas klorida. Semua inhibitor diberi secara kontinu: ada dosis “conditioning” awal saat start‑up, lalu dosis pemeliharaan (sering 20–50% dari awal) untuk mempertahankan film protektif (Water Technology Report). Paket ini tipikal dari corrosion inhibitors generasi terbaru untuk cooling tower.
Blueprint Dewatering Tambang: Pompa Tahan Abrasi & Pengolahan Air
Program biocide oksidatif–nonoksidatif
Air hangat dan teroksigenasi di cooling tower ideal untuk bakteri/alga, mempercepat kerak dan MIC (microbiologically influenced corrosion; korosi dipengaruhi mikroba). Rekomendasi industrinya: regimen ganda—oksidator kontinu dan kejut berkala non‑oksidator (Midwest WT; Chemical Processing).
Oksidator kontinu: jaga residual ~1–3 mg/L free chlorine atau 1–2 mg/L bromine di basin. Alternatifnya, generator chlorine dioxide pada ~0,2–0,5 mg/L ClO₂. Oksidator membunuh mikroba planktonik serta perlahan menembus biofilm; namun pemulihan bisa terjadi bila suplai putus, sehingga feed harus tanpa jeda dan dimonitor ORP ~600+ mV (oxidation‑reduction potential; indikator kekuatan oksidasi) (Chemical Processing). Banyak fasilitas memasok oksidator via sistem aman seperti electrochlorination yang menghasilkan klorin dari larutan garam.
Kejut non‑oksidator: 1–2 kali per minggu, lakukan shock dosing dengan glutaraldehyde ~150–250 mg/L beberapa jam, atau DBNPA (brominated azole/2,2‑dibromo‑3‑nitrilopropionamide) ~50–100 mg/L. Senyawa ini mampu menembus biofilm dan membunuh organisme sesil, efeknya tahan lama dan tidak bereaksi habis dengan inhibitor anorganik. Penggunaan dirotasi untuk mencegah resistensi; pendekatan bergantian ini dianjurkan oleh protokol AFL/ISO (OSHA/CDC) (Midwest WT; Chemical Processing). Formulasi tersedia luas sebagai biocides untuk cooling tower.
Target hasil: hitung mikroba HPC mingguan (heterotrophic plate count; jumlah koloni bakteri heterotrof) dan Legionella. Tujuannya menjaga total plate count sangat rendah (mis. <10³ CFU/mL) dan mencegah proliferasi Legionella. Sistem yang menggabungkan shock/continuous treatment secara rutin menurunkan Legionella >2 log (dua ordo besaran) (MDPI, MDPI). Iklim hangat Indonesia menuntut kewaspadaan ekstra: residual oksidator dan kejut oksidatif periodik krusial (beta.co.id; Chemical Processing). Agen antifoam berbasis silikon ditambahkan untuk mencegah foaming kimia di basin (buih berlebih menurunkan efisiensi pendinginan dan dapat mengangkut Legionella ke udara), misalnya paket antifoam. Semua aditif organik dipilih yang cepat terbiodegradasi agar tidak melampaui batas BOD/COD efluen.
Monitoring kinerja dan hasil terukur
Program gabungan (kerak + korosi + bio) dioptimasi kontinu lewat meter online dan uji lab periodik. Tren kunci dicatat: konduktivitas (COC), pH, kehilangan bobot kupon korosi, residual inhibitor, dan HPC. Misalnya, kenaikan konduktivitas ke set point (COC 4–6) menghemat make‑up water, namun hanya dilakukan setelah inhibitor terbukti efektif—dibuktikan permukaan tetap bersih.
Hasil yang dicari: efisiensi perpindahan panas stabil (cold‑water setpoint tercapai konsisten), laju korosi menurun (<2–3 MPY pada baja, Cu ≪1 MPY), dan biofouling terkendali (Legionella tak terdeteksi, HPC mendekati background). Dalam kasus analog, penerapan treatment robust menaikkan siklus dari 3 ke 6 dengan scaling minimal; jutaan liter air per tahun dihemat tanpa korosi pipa (Power Engineering; MDPI). Dosing presisi lewat dosing pump memudahkan penyeimbangan antara dosis dan blowdown, sementara interval pembersihan cooling tower melonggar ketika beban fouling turun.
Blasting Tambang Batubara Tanpa Nitrat: HPE dan Desain Presisi
Catatan sumber dan kepatuhan
Panduan ini merujuk pada prinsip dasar treatment air pendingin dan studi mutakhir. Literatur industri daya merinci ongkos besar dari kerak yang tak tertangani (Power Engineering) dan evolusi menuju kimia polymer/phosphonate (Chemical Engineering, MDPI). Referensi kontrol korosi mengkuantifikasi dosis inhibitor (azole 1–3 ppm, molibdat ~5–10 ppm) dan mekanismenya (Water Technology Report; Water Technologies Handbook). Studi mikrobiologi cooling tower menekankan kombinasi biocide oksidatif/non‑oksidatif (Midwest WT; Chemical Processing), dengan catatan risiko Legionella di iklim tropis (beta.co.id). Semua level treatment disesuaikan untuk memenuhi regulasi lingkungan dan keselamatan Indonesia (mis. batas BOD/COD dan logam berat), sehingga formulasi ber‑P rendah dan cepat terdegradasi diutamakan (MDPI; Chemical Engineering).
