Air cuci alat berat di tambang batubara sarat lumpur halus dan minyak tersuspensi. Dua rute teratas—koagulasi/flokulasi + DAF dan ultrafiltrasi—beradu pada efisiensi biaya, energi, dan keandalan.
Air bekas cuci peralatan tambang membawa muatan berat: TSS (total suspended solids/partikel tersuspensi) tinggi dari silt/clay dan minyak/petroleum (oil & grease/OG) yang kerap teremulsi oleh deterjen. Studi lapangan melaporkan OG sekitar 80–160 mg/L (rentang 10–386 mg/L) serta surfaktan 3–68 mg/L www.researchgate.net www.researchgate.net.
Di Indonesia, baku mutu air limbah pencucian batubara (Keputusan Menteri Negara Lingkungan/KLH 113/2003) menetapkan pH 6–9, Fe ≤7 mg/L, Mn ≤4 mg/L, dan TSS ≤400 mg/L—tanpa limit spesifik untuk minyak greenchem.co.id. Karena OG berkontribusi pada COD/BOD, target praktis umumnya menurunkannya ke puluhan mg/L dengan TSS di bawah 400 mg/L sebelum buang/pakai ulang.
Optimasi Grate Cooler di Industri Semen: Kunci Efisiensi Energi, Heat Recovery, dan Penghematan Bahan Bakar
Karakterisasi influen dan target kualitas
Rencana pengolahan dimulai dari data: ukur OG, TSS, dan surfaktan. Jika TSS dan minyak sangat tinggi (≫1.000 mg/L), langkah primer yang kokoh—misalnya pengendapan awal—lebih bijak sebelum proses lanjut. Opsi fisik awal dapat memanfaatkan unit pemisahan primer seperti clarifier untuk retensi 0,5–4 jam, atau desain kompak seperti lamela settler untuk jejak lahan yang lebih kecil.
Untuk variabilitas beban dan ukuran partikel, pra-saringan mekanis membantu konsistensi operasi. Lini pemisahan fisik seperti screening dan oil removal bisa diawali dengan manual screen atau automatic screen guna menahan debris kasar sebelum proses kimia/floatasi.
Koagulasi/flokulasi + DAF: kinerja tinggi, energi rendah
Koagulan (alum/garam Fe) dan polimer mengagregasi partikel halus serta minyak teremulsi menjadi flok yang mudah diangkat. Unit DAF (dissolved air flotation, flotasi udara terlarut) kemudian mengapungkan dan mengeruk flok tersebut. Kinerja tipikalnya tinggi: 90–95% penghilangan TSS dan O&G rutin dicapai pmc.ncbi.nlm.nih.gov www.redalyc.org.
Pada pretreatment kilang (API + DAF), ≈90% TSS dan oil/grease tersisih dengan penurunan COD 75% pmc.ncbi.nlm.nih.gov. Uji lapangan DAF bergerak menunjukkan 95% minyak terangkat www.redalyc.org. Di air bilga kapal, kombinasi PAFC/PAC 300–500 mg/L dengan mikrogelembung menurunkan 3.000–5.000 mg/L minyak teremulsi menjadi <15 mg/L (~99,7% penghilangan) pmc.ncbi.nlm.nih.gov. Dengan dosis koagulan tipikal orde 100–500 mg/L, satu tahap koag+DAF biasanya menurunkan oil/grease hingga jauh di bawah 50 mg/L dan TSS >90%.
Dari sisi energi, jalur API+DAF hanya sekitar 0,09 kWh/m³, dibanding ~0,86 kWh/m³ pada sistem membran bioreaktor/MBR pmc.ncbi.nlm.nih.gov. Desain DAF modern juga semakin kompak dan cost‑efficient dibanding unit koagulasi‑sedimentasi lama www.redalyc.org. Implementasi lapangan lazim memakai paket DAF seperti DAF skimmer dan penambahan bahan kimia melalui dosing pump.
Pemilihan bahan kimia mencakup koagulan berbasis aluminium seperti PAC atau varian PAC/ACH, serta flocculants polimer untuk memperkuat pembentukan flok. Untuk aplikasi industri, formulasi ACH juga digunakan pada sumber air yang menantang pH.
Batasannya: efisiensi minyak emulsi sangat bergantung pada kimia. Tanpa polimer, penghilangan bisa moderat (~77% minyak, 59% TSS); dengan polimer meningkat ke ~94% minyak www.researchgate.net. Biaya kimia dan volume lumpur naik seiring beban kontaminan. Lumpur DAF biasanya sangat basah (kadar air >95%) sehingga memerlukan dewatering. Kontrol pH (sering memakai kapur) dan operator terampil untuk dosing yang tepat adalah prasyarat. Untuk utilitas pendukung seperti kompresor dan peralatan pelengkap, paket ancillaries membantu keandalan operasi.
Ultrafiltrasi (UF): kualitas bening, disiplin operasi
UF polimer (mis. PES/PVDF tubular atau kapiler) memberi “barrier” absolut dengan ukuran pori ~0,01–0,1 µm, menahan minyak dan padatan halus. Pada uji air cucian kendaraan, UF mencatat “hampir 100% penghilangan minyak” dengan turbiditas permeat ~0,2 NTU www.mdpi.com. Studi industri melaporkan OG effluent “konsisten di bawah 100 mg/L” dengan TSS sangat rendah www.researchgate.net. Turbiditas akhir 0,12–0,35 NTU dicapai setelah pembersihan berkala www.mdpi.com.
Kelebihan UF: penghilangan OG dan koloid paling tinggi, jejak lahan kecil, modular, dan tanpa tambahan koagulan (kecuali antiscalant sesekali atau bahan pembersih). Kualitas permeat memungkinkan reuse yang ketat. Sistem modul seperti ultrafiltration dapat dikombinasikan dengan portofolio membran UF/RO bila dibutuhkan skema lanjutan.
Batasannya: fouling intens. Studi carwash mencatat “intensive fouling was noticed” saat memfilter air dengan minyak/deterjen www.mdpi.com. UF membutuhkan CIP (clean‑in‑place) sering dengan deterjen basa pH ~11,5 agar flux terjaga www.mdpi.com. Tekanan operasi 1–3 bar mendongkrak konsumsi listrik; membran bisa terdegradasi oleh adsorpsi minyak dan siklus cleaning berulang. Konsentrat perlu dibuang: pilot UF menghasilkan retentat ~5% minyak yang kemudian diperkaya (hingga ~50% minyak) dan diangkut offsite www.researchgate.net. Dukungan operasional seperti membrane cleaners dan antiscalants biasanya diperlukan untuk menjaga kinerja.
Surfactant dan Magnesium Chloride: Solusi Efektif Mengurangi Debu dan Menghemat Air di Industri Quarry
Biaya, energi, dan tren hybrid
Dalam praktik, jalur DAF + koagulan lebih cost‑effective untuk air cuci alat berat yang berat FOG/TSS, kecuali diperlukan “polishing” ekstraketat. Studi pretreatment kilang menunjukkan jalur flotasi (API+DAF) berenergi 0,091 kWh/m³ versus 0,86 kWh/m³ pada MBR, serta biaya net present sekitar seperenamnya pmc.ncbi.nlm.nih.gov. Desain DAF modern juga kian kompak dan ekonomis dibanding klarifikasi konvensional www.redalyc.org.
Efisiensi DAF umumnya cukup untuk limit TSS tipikal. Dengan 90% penghilangan, TSS baku mentah ribuan mg/L turun ke ratusan mg/L, memenuhi ambang 400 mg/L Indonesia pmc.ncbi.nlm.nih.gov greenchem.co.id. Di sisi lain, UF mampu mendekati nol minyak, namun uji carwash memperlihatkan siklus 5–6 hari operasi dengan pembersihan kaustik harian; flux jangka panjang stabil, tetapi fouling cukup berat sehingga butuh chemical cleaning agresif www.mdpi.com. Biaya listrik dan perawatan lebih tinggi, dan risiko penggantian membran ada. Tren umum: skema hibrida—DAF sebagai pretreatment, diikuti UF—menggabungkan penghematan biaya dengan kualitas akhir tinggi.
Panduan pemilihan berbasis kontaminan
Karakterisasi influen dulu. Jika TSS/minyak sangat tinggi (≫1.000 mg/L), siapkan langkah primer seperti pengendapan dan skimmer sebelum proses lanjut. Untuk beban “moderate to high” minyak dan surfaktan—tipikal air cuci alat berat—gunakan rangkaian DAF (rapid mixing, flokulasi, flotasi). Lakukan jar test di lab untuk menetapkan dosis koagulan. Jika target reuse atau OG sangat rendah dipersyaratkan, atau regulasi kelak membatasi OG, rencanakan UF atau MF setelah DAF.
- Target penghilangan: butuh <50 mg/L vs <5 mg/L OG. DAF sendiri lazim menghasilkan beberapa–puluhan mg/L; UF bisa mendekati nol.
- Laju alir & variabilitas: debit besar/berubah-ubah lebih kondusif untuk DAF; debit kecil dan stabil cocok untuk membran.
- Jejak lahan & energi: skid UF kompak namun beban pompa tinggi; tangki DAF lebih besar namun bertekanan rendah.
- Biaya operasi: DAF memakai bahan kimia (mis. alum/polimer sering 20–100 mg/L masing‑masing); UF memakai listrik (pompa bertekanan) dan bahan CIP. Studi kilang menunjukkan OPEX DAF ~1/6 sistem membran dengan influen sejenis pmc.ncbi.nlm.nih.gov. Untuk opsi kimia komersial, tersedia coagulants dan flocculants sesuai kebutuhan proses.
- Lumpur & pembuangan: DAF menghasilkan lumpur basah (~5–10% padatan) yang perlu dewatering; UF menghasilkan konsentrat berminyak (~5% water after concentration www.researchgate.net).
- Reliabilitas: DAF lebih sederhana secara mekanik dan toleran terhadap variasi umpan; UF butuh pretreatment mantap (screening, sedimentasi) dan operasi lebih terampil.
Dalam implementasi, paket peralatan DAF seperti DAF unit dan dukungan pra‑treatment—misalnya tube settler—sering menjadi tulang punggung modul fisik-kimia. Untuk pemisahan minyak bebas di hulu proses, opsi seperti oil removal dapat menurunkan beban ke DAF. Di sisi membran, modul UF yang ditunjang cleaners menjaga stabilitas flux. Sistem dosing yang akurat melalui dosing pump memperkecil risiko over/under‑dosing.
Kunci Clinker Kelas Premium: Zona Bakar yang Stabil, Analyzer Online, dan APC
Rangkuman keputusan untuk wash bay batubara
Untuk wash bay tambang batubara, koagulasi‑flokulasi + DAF umumnya opsi paling cost‑effective untuk memenuhi standar TSS Indonesia, dengan polimer (mis. PAC atau koagulan ferric + PAM) untuk memecah emulsi. Jika OG ultra‑rendah dibutuhkan untuk reuse atau ketentuan pembuangan yang lebih ketat, lanjutkan DAF dengan UF. Uji coba pilot dengan air cuci aktual—meliputi OG, TSS, surfaktan—direkomendasikan guna mengukur dosis dan memprediksi kinerja jangka panjang. Perbandingan CAPEX/OPEX setiap opsi—tangki DAF & mixer vs modul membran & pompa—perlu dihitung untuk memilih kombinasi paling ekonomis dan andal.
Sumber data dan angka: efisiensi penghilangan, konsumsi energi, dan hasil teknis dirujuk dari laporan industri/riset. Contoh, Dizayee dkk. menunjukkan ~90% OG/TSS oleh API+DAF dengan ~0,091 kWh/m³ energi pmc.ncbi.nlm.nih.gov; pilot UF mencapai <100 mg/L OG di permeat www.researchgate.net namun memerlukan pembersihan alkali sering www.mdpi.com. Data spesifik cuci alat berat (minyak ~100 mg/L) berasal dari studi lapangan www.researchgate.net www.researchgate.net. Standar buangan Indonesia (mis. TSS ≤400 mg/L) mengacu pada keputusan KLH greenchem.co.id.
