Angka‑angka awalnya tajam: data industri AS menunjukkan kebutuhan ≈54 m³ air per ton produk (watertechonline.com), dan sekitar 85% di antaranya adalah “process water” yang cepat tercemar serat, lignin, resin, senyawa klorin/AOX (senyawa organik berhalogen), BOD/COD, dan padatan tersuspensi (fluencecorp.com). Secara global, pabrik kertas menyumbang kira‑kira 12% pengambilan air industri (paper360.tappi.org).

Sejak 1970‑an, industri ini memangkas pemakaian air, TSS, dan beban BOD secara drastis (intechopen.com). Kini, kenaikan biaya air baku, regulasi pelepasan/pengambilan yang lebih ketat, dan komitmen ESG memaksa pabrik meminimalkan intake dan memaksimalkan reuse (watertechonline.com; fluencecorp.com). Studi pinch‑analysis menunjukkan fokus pada penghilangan padatan bisa memangkas intake air segar 36–93% (bergantung konfigurasi reuse) (sciencedirect.com).

Indonesia—produsen pulp terbesar ke‑4 dunia—sudah mengeksekusi. OKI Pulp menurunkan intake dari 7,0 menjadi 5,8 juta m³/bulan lewat sumber air lebih berkualitas dan closed‑loop reuse (okipulppaper.co.id), serta memangkas intensitas process water dari 2,57 menjadi 2,31 m³/ADT (air‑dried ton) via whitewater recycling (okipulppaper.co.id). Arah besarnya jelas: sistem multi‑barrier untuk air baku kini bukan sekadar patuh regulasi, tetapi keputusan bisnis yang masuk akal.

Kualitas sumber dan desain intake

Pengambilan dari sungai atau waduk berarti kualitas air berfluktuasi musiman. “Barrier” pertama adalah pemilihan sumber dan desain intake: saringan kasar (≥10–15 mm) untuk menahan kayu/benda besar dan grit chamber untuk pasir. Pada tahap ini, penggunaan manual screen di intake kerap dipadukan dengan bak air baku tertutup atau equalization tank untuk menahan variasi debit dan kualitas.

baca juga: Media Filtrasi : Sand Filter, Carbon Filter dan Iron Filter

Koagulasi, klarifikasi, dan DAF

Setelah penyaringan kasar, penghilangan fisik primer dilakukan via koagulasi‑flokulasi: dosis koagulan tipikal 10–100 mg/L dan waktu tinggal 30–60 menit mampu mengendapkan 50–90% TSS (tergantung kekeruhan awal). Koagulan seperti alum, ferric chloride, atau polyaluminum (termasuk opsi seperti PAC/ACH) didorong oleh kontrol dosis presisi memakai dosing pump, sementara polimer flocculants meningkatkan pembentukan flok.

Air terflokulasi masuk ke clarifier atau unit DAF laju tinggi. Klarifier modern atau DAF menangkap serat kayu, pitch koloid, dan material mengendap; target operasi yang umum adalah TSS keluar <20 mg/L (filtox.com)—bahkan lebih tipikal <10 mg/L di banyak pabrik (filtox.com). Contoh target 20 mg/L TSS atau lebih rendah adalah praktik lazim pasca‑klarifier (filtox.com).

Filtrasi multimedia dan target kekeruhan

Sesudah klarifikasi, filter multimedia (lapisan antrasit/pasir/garnet) memoles sisa koloid dan kekeruhan. Kombinasi media seperti anthracite dan sand silica yang disizing dan dibackwash dengan benar umumnya menghasilkan kekeruhan keluar <5 NTU (filtox.com). Insinyur melaporkan capaian <5 NTU pasca‑filter untuk loop water pabrik pulp (filtox.com)—level “beberapa NTU” sudah menjadi standar. Pada titik ini, air praktis bebas partikel dan padatan mengendap; total TSS yang tersisih biasanya >90% dari awal.

Adsorpsi karbon aktif untuk warna/organik

Meskipun jernih, air baku sering masih menyimpan organik terlarut (humic, lignin, residu kimia) yang memicu warna dan COD. Di sini, granular activated carbon/GAC (karbon aktif granular) menjadi workhorse. Bed GAC sedalam 1–2 m menyerap fenolik, organik, dan byproduct berklorinasi. Studi industri mencatat 97% penurunan warna dari efluen pabrik kertas pada dosis karbon 2 g/L (icontrolpollution.com). Studi lain (karbon dari pirolisis limbah) mencapai 94–96% penghilangan lignin dan warna dalam kondisi teroptimasi (link.springer.com).

Dengan operasi yang baik, desain konservatif dapat mengharapkan ≥80–90% penurunan warna/COD organik terlarut—menurunkan BOD hilir dan memperbaiki tampilan. Untuk konfigurasi ini, media activated carbon dalam vessel granular adalah pilihan umum.

Baca juga: 

Penerapan Sistem Biofilter dalam Pengolahan Limbah Air

Oksidasi dan disinfeksi opsional

Beberapa pabrik menyuntik ozon atau hidrogen peroksida sebelum karbon untuk mengoksidasi organik resisten dan meningkatkan penurunan COD/warna, atau menambahkan disinfeksi UV setelah polishing jika kontrol mikroba diperlukan. Advanced oxidation tidak selalu wajib di intake, namun relevan saat risiko patogen tinggi atau reuse tertutup menuntut air yang aman secara mikrobiologis. Pada tahap ini, unit ultraviolet dapat menjadi pengaman tanpa bahan kimia.

Pelembutan dan demineralisasi

Kebutuhan air proses/boiler dengan kesadahan dan garam terlarut sangat rendah menuntut pelembutan/demineralisasi. Softener lime‑soda atau Na‑zeolite menghilangkan Ca²⁺/Mg²⁺ hingga mendekati nol (spesifikasi boiler feed kerap <0,1 mg/L sebagai CaCO₃). Sistem softener tipikal dan unit DI (deionisasi) andal menurunkan kesadahan/Ca dan Na >95%.

Kombinasi kation‑anion (mixed‑bed) dapat menghasilkan konduktivitas sangat rendah (<10 µS/cm). Sistem two‑bed atau mixed‑bed modern mencapai ~99–100% penghilangan ion tersisa, menghadirkan air nyaris deionisasi yang cocok untuk boiler tekanan tinggi. Target desain untuk pencegahan scale biasanya kesadahan <1 mg/L sebagai CaCO₃; banyak spesifikasi boiler‑feed mensyaratkan <0,2 µS/cm dan <0,02 mg/L SiO₂. Untuk cakupan penuh kation/anion, paket ion exchange dan demineralizer menjadi standar.

Reverse osmosis untuk desalinasi proses

Membran reverse osmosis/RO akan menghilangkan 90–99% garam terlarut; pabrik pulp di Korea, misalnya, menggunakan RO untuk mereklamasi ~90% makeup air boiler. RO bisa menjadi desalt utama atau polishing setelah pelembutan parsial. Manajemen brine (konsentrat) perlu disediakan terpisah. Di aplikasi industri, paket RO industrial umum dipilih untuk tahapan ini.

Integrasi proses dan kontrol multi‑barrier

Rangkaian di atas membentuk multi‑barrier—setiap langkah menarget kontaminan spesifik sekaligus menjadi “backup” bila step sebelumnya meleset. Sensor/kontrol memantau turbidity (kekeruhan), pH, ORP (oxidation‑reduction potential), dan konduktivitas di tiap tahap. Praktik modern memastikan kekeruhan menuju headbox <50 NTU dan konduktivitas air sirkulasi akhir <100 µS/cm (filtox.com).

Target operasional lazim: kekeruhan <5 NTU pasca‑filter dan konduktivitas <10 µS/cm pasca‑demineralizer, dengan penyesuaian dosis kimia atau siklus backwash secara real‑time. Digital twins dan analytics kian jamak untuk mengoptimasi neraca air. Semua unit harus disizing terhadap debit puncak dan beban kontaminan: klarifier pada overflow rate ~1–2 m³/m²·jam dan detention 1–2 jam; flux filtrasi 5–15 m/jam pada dual‑media filter; filter karbon aktif berjalan ~10–20 BV (bed volumes) sebelum breakthrough dan memerlukan regenerasi atau penggantian (GAC sering diganti dan direaktivasi off‑site); volume resin softener dihitung terhadap beban kesadahan hingga regenerasi garam (sering tiap 1–2 minggu). Budget headloss perlu dievaluasi (misalnya menjaga ΔP filter <0,5 bar) seraya menetapkan frekuensi pembersihan agar memenuhi target ketersediaan. Pada sistem pertukaran ion, pemilihan dan kapasitas ion exchange resin menentukan interval regenerasi yang stabil.

baca juga: 

Pengertian dan Pengaruh TDS dan TSS Terhadap Kualitas Air

Kinerja dan dampak bisnis

Jika dioperasikan benar, intake multi‑barrier memberikan kualitas air proses yang lebih tinggi dan stabil, kepatuhan, serta penghematan biaya. Kontrol TSS/kekeruhan mencegah fouling di mesin kertas dan boiler. Pabrik melaporkan penghilangan partikel yang lebih baik memangkas downtime dan konsumsi kimia—diterjemahkan menjadi “millions of dollars” penghematan dari berkurangnya sheet break, lebih sedikit biocide, dan efisiensi penukar panas yang meningkat (filtox.com).

Dalam satu kasus, pretreatment tambahan untuk menghilangkan >90% TSS memungkinkan pabrik memotong pembelian air segar >90% melalui reuse (sciencedirect.com). Bahkan perbaikan parsial membayar dirinya sendiri: menutup lebih banyak loop air menghasilkan penghematan bukan hanya pada biaya air baku tetapi juga biaya efluen.

Regulasi dan arah strategis

Arah kebijakan mendukung sistem seperti ini. Ke depan, regulasi dan target ESG makin memberi insentif penggunaan air tertutup. Di Indonesia, sektor pulp/kertas berada di bawah tekanan inisiatif seperti PROPER dan standar “Green Industry” untuk menurunkan intensitas air dan polusi (kemenlh.go.id; okipulppaper.co.id). Secara global, risiko kelangkaan air meningkat: pada 2030 diperkirakan 1,6 miliar orang kekurangan air aman (paper360.tappi.org).

Pabrik progresif memandang intake treatment yang tangguh bukan sebagai biaya, melainkan diferensiasi kompetitif. Seperti dicatat salah satu panduan industri, “sophisticated turbidity reduction strategies have become a cornerstone of competitive mill operation” (filtox.com).

Baca juga: Pengolahan Limbah Secara Kimia

Metode pemantauan dan target kinerja

Kinerja perlu dibuktikan dengan metrik di tiap barrier: bandingkan turbidity/COD intake vs. pasca‑klarifier; pantau kekeruhan pasca‑filtrasi (target <5 NTU (filtox.com)); ukur warna (Platinum‑Cobalt) atau COD keluar karbon (membidik >80% penurunan); kesadahan dan TDS di outlet softener (mis. <1 mg/L kesadahan, konduktivitas <50 µS/cm); serta indikator mikrobiologi bila relevan. Benchmark literatur mengarahkan >90% penghilangan warna oleh karbon aktif (icontrolpollution.com; link.springer.com) atau TSS <20 mg/L setelah DAF (filtox.com). Metrik finansial—biaya air per ton produk atau penurunan biaya efluen—sebaiknya disatukan dalam dashboard kinerja.

Pada akhirnya, rangkaian multi‑barrier—screening/koagulasi/klarifikasi, filtrasi media, granular activated carbon, dan bila perlu pelembutan/demineralisasi—adalah pendekatan state‑of‑the‑art untuk pabrik pulp & kertas. Dengan mengeksekusi penghilangan padatan, warna, dan kontaminan terlarut secara bertahap, sistem ini menjaga kualitas air stabil sekaligus memaksimalkan reuse. Desain berlapis berbasis data ini bukan saja memenuhi tuntutan regulasi dan mutu produk, tetapi juga menghadirkan manfaat operasional terukur (penghematan air, downtime lebih rendah, dan biaya kimia turun) yang menopang tujuan keberlanjutan jangka panjang (sciencedirect.com; filtox.com).

Sumber: Industry technical literature, case studies dan laporan (watertechonline.com; intechopen.com; fluencecorp.com; okipulppaper.co.id; link.springer.com; filtox.com; icontrolpollution.com).