Pada pembangkit listrik berbasis HRSG (heat‑recovery steam generator), residu klorin harus “nyaris nol”. Dua jalur utama—dosis kimia sodium bisulfite dan filtrasi granular activated carbon (GAC)—sama‑sama bisa menurunkannya ke <0,01 mg/L, tetapi konsekuensi operasi, biaya, dan risiko biofilmnya berbeda jauh.
Industri: Power_Generation_(HRSG) | Proses: Raw_Water_Pre
Air untuk HRSG wajib bebas oksidator. Klorin bebas di air baku/terolah dapat dengan cepat menyerang resin penukar ion dan permukaan stainless steel—target pabrik adalah klorin tak terdeteksi (≈0,0–0,1 mg/L) setelah pretreatment [dechlorinationforro.blogspot.com] [ncbi.nlm.nih.gov]. Dua rute dechlorination yang umum: dosis kimia (mis. sodium bisulfite) dan filtrasi GAC; teknik lain (aerasi, UV, kloraminasi) jarang dipakai pada air baku skala besar pembangkit.
Di lapangan, pilihan ini bukan sekadar teknis. Ia menyentuh footprint, kontrol proses, hingga kebersihan biologis filter. Di sinilah “cepat dan presisi” ala bisulfite berhadapan dengan “kapasitas dan fungsi ganda” milik GAC.
Target residu klorin dan konteks RO/NF
Limit “≈0,0–0,1 mg/L” didorong oleh perlindungan resin dan paduan logam serta perlindungan pretreatment menuju membran RO/NF (reverse osmosis/nanofiltration). Panduan pretreatment RO juga menempatkan dechlorination di jantung desain [docslib.org]. Dalam konteks ini, pemilik aset kerap melengkapi lini resin dengan unit resin penukar ion dan solusi membran seperti sistem RO, NF, dan UF untuk menjaga mutu air umpan.
Dechlorination kimia: SBS/SMBS cepat dan tuntas
Sodium bisulfite (NaHSO₃, sering didosis sebagai sodium metabisulfite/SMBS, Na₂S₂O₅) adalah “standar industri” dechlorination. Reaksi stoikiometriknya sederhana: 1 mol Cl₂ bereaksi dengan 1 mol bisulfite. Secara teori, 1,34 mg Na₂S₂O₅ menghilangkan 1,00 mg klorin bebas—namun praktiknya insinyur memberi ~2–3 mg per mg Cl₂ untuk menjamin quench tuntas [researchgate.net] [researchgate.net]. Artinya, menetralkan 0,5–1,0 mg/L (mg/L = miligram per liter) di air umpan hanya butuh ~1,5–3 mg/L SBS.
Kinetika reaksi ini sangat cepat (hitungan detik), sehingga cukup in‑line injection; tak perlu bak kontak besar. Dengan dosis tepat, dechlorination >99% dan residu outlet bisa <0,01 mg/L; byproduct utamanya adalah sulfat (Na₂SO₄) yang menambah TDS/konduktivitas namun inert. Dosis 3 mg/L SBS menghasilkan kira‑kira 3–5 mg/L Na₂SO₄ [researchgate.net]. Untuk penyiapan dan kontrol, sistem tipikal memakai dosing pump dan bahan dechlorination agent di loop campur sederhana.
Dari sisi biaya, modal awal rendah (praktis hanya pompa kimia), sedangkan biaya operasi adalah konsumsi kimia. Keamanan: larutan bisulfite (pH ~5) mesti disimpan dengan benar; kontrol dosis dan pencampuran yang baik penting agar tak menyisakan reduktan. Sebuah panduan 2013 pretreatment RO menyebut SBS sebagai “chlorine reducing agent of choice” untuk sistem besar [docslib.org]. Keterbatasan: penambahan sulfat meningkatkan TDS dan dapat menambah kebutuhan blowdown jika limit konduktivitas ketat; overdosis/poor mixing bisa meninggalkan reduktan yang memicu fouling biologis; tak ada penghilangan organik sebagaimana pada GAC.
Baca juga:
Penerapan Sistem Biofilter dalam Pengolahan Limbah Air
Filtrasi GAC: katalitik, plus removal organik
Granular activated carbon (GAC, karbon aktif granular) menghilangkan klorin via reaksi katalitik di permukaan karbon—bukan sekadar adsorpsi. Selain itu, GAC juga mengurangi kontaminan organik, TOC (total organic carbon), pestisida, hingga prekursor THM; sehingga berfungsi ganda (organik + dechlorination) [ncbi.nlm.nih.gov] [docslib.org]. Media ini lazim diisi dengan karbon aktif kelas industri di dalam pressure vessel berukuran besar.
Dari uji klasik: dengan 5 mg/L Cl₂ di influen, breakthrough 0,5 mg/L terjadi ~10 hari pada 4 gpm/ft² (≈9 m/jam) [ncbi.nlm.nih.gov]. Pada waktu kontak jauh lebih lama (≈15 menit), butuh ~25 hari hingga 0,5 mg/L muncul di 10% awal bed [ncbi.nlm.nih.gov]. Uji lain melaporkan 50% breakthrough (~0,25 mg/L) dalam 25 hari pada kontak 0,3 menit yang lebih cepat [ncbi.nlm.nih.gov]. Ringkasnya, breakthrough muncul dalam skala hari–minggu di bawah beban Cl₂ tinggi [ncbi.nlm.nih.gov] [ncbi.nlm.nih.gov].
Dalam jangka panjang, kapasitas GAC terbatas: studi menyebut ~1–4 gram Cl₂ per gram karbon; dengan 1–2 mg/L di air baku, bed akan “habis” dalam ≈2–3 tahun dan “kemungkinan besar diganti/di‑reactivate” setelah layanan seperti itu [ncbi.nlm.nih.gov] [ncbi.nlm.nih.gov]. Secara praktis, unit GAC berskala municipal bisa beroperasi berbulan‑bulan sebelum regenerasi; backwash dilakukan mingguan saat musim panas dan bulanan saat musim dingin untuk reset headloss [ncbi.nlm.nih.gov]. Dengan 1–2 mg/L Cl₂ di air baku, bed sering bertahan >1 tahun; bonusnya, TOC turun 20–50% (tergantung kualitas air) yang menurunkan risiko DBP dan prekursor korosi.
Biaya modal GAC signifikan (vessel besar + ribuan kg karbon) dan ada biaya media/reaktivasi/disposal berulang. Untuk debit kecil (<100 gpm), GAC lazim; untuk laju besar, perlu banyak tangki paralel.
Analisis komparatif performa dan kontrol
Efektivitas: keduanya sanggup menurunkan klorin hingga mendekati nol. SBS mampu quench >99,9% secara seketika dengan dosis tepat [researchgate.net]. GAC juga efektif di awal, namun kapasitasnya terbatas—breakthrough dapat muncul dalam hitungan minggu pada beban tinggi [ncbi.nlm.nih.gov] [ncbi.nlm.nih.gov]. Dari sisi kecepatan/kontrol, SBS bereaksi dalam detik sehingga mudah dikendalikan via ORP (oxidation‑reduction potential) atau analyzer residual; GAC butuh waktu kontak (detik–menit) dan pemantauan breakthrough.
Footprint proses: dechlor kimia berjejak modal rendah (loop campur + pompa), sementara GAC memerlukan vessel besar, perpipaan, dan kontrol. Operasionalnya, SBS menanggung biaya kimia; GAC minim kimia tetapi tinggi biaya media/perawatan—kasarnya, “tens of kg of SBS per Mgal (≈3,8 m³) at 1 ppm Cl₂” versus “thousands of kg of carbon per year”. Fasilitas kerap melengkapi instrumen kontrol sebagai ancillary untuk keandalan.
Dampak kualitas air: GAC juga menurunkan organik/partikulat (tak mengubah TDS; klorin dikonversi menjadi klorida di karbon) [docslib.org]. SBS menambah sulfat—setiap mol Cl₂ yang direduksi menghasilkan mol SO₄²⁻ dari oksidasi bisulfite—meningkatkan konduktivitas dan dapat sedikit menaikkan kebutuhan blowdown jika limit ketat, meski sulfat biasanya “jinak” di level mg/L rendah pada make‑up HRSG.
Keamanan dan byproduct: Dosis SBS membawa hazard penanganan (iritasi pernapasan; potensi SO₂ bila salah dosis), sedangkan GAC tak punya konsumabel kimia kecuali purge/oksidasi sesekali. Byproduct SBS/SMBS adalah sulfite/sulfat; GAC “menyimpan” organik yang kerap terbiodegradasi di media.
Keandalan operasi: sistem SBS yang terkalibrasi jarang gagal (selain isu mixing/pompa—yang semestinya ter‑alarm). Filter GAC bisa gagal via channeling/breakthrough jika interval penggantian luput; karenanya, pabrik besar memasang banyak vessel tandem agar satu bisa offline untuk perawatan.
Ringkasan praktis: “SBS sering dipilih saat butuh dechlorination cepat dan footprint kecil”, sementara “GAC berguna saat ingin ekstra removal organik” atau sebagai redundansi. Sebuah panduan desain pretreatment RO menyebut dosis kimia “biasanya cukup (no need for GAC) selama mixing baik” [thewaternetwork.com]. Beberapa operator menggunakan dua tahap (SBS lebih dulu, GAC sebagai polishing) untuk keamanan—secara kuantitatif, SBS menihilkan ~100% Cl₂ dengan <10 detik reaksi memakai ~3× dosis stoikiometrik [researchgate.net], sedangkan bed GAC dapat bertahan ~25 hari pada laju sedang sebelum Cl₂ muncul, setelah itu mesti diregenerasi [ncbi.nlm.nih.gov].
baca juga:
Pengertian dan Pengaruh TDS dan TSS Terhadap Kualitas Air
Pemeliharaan GAC dan pertumbuhan bakteri
Catatan krusial: filter GAC menuntut pemeliharaan ketat untuk mencegah fouling mikroba. Begitu klorin “dimatikan” di karbon, luas permukaan besar dan organik teradsorpsi mendorong pertumbuhan mikroba. Sebuah buletin treatment menyebut filter karbon aktif “notorious for breeding bacteria,” dengan hitungan hidup “berlipat dua dalam 24 jam” jika tidak disanitasi [docslib.org]. Di industri minuman, GAC “banyak dikritik karena tak mampu mencegah pertumbuhan bakteri,” meski dechlorinationnya efektif [ncbi.nlm.nih.gov].
Kontrolnya: backwash sering (untuk melepas padatan/biofilm) dan sanitasi kimia/termal berkala atau penggantian karbon. Dalam praktik, slow sand dan GAC difilter dengan backwash terjadwal—misalnya mingguan di musim panas dan bulanan di musim dingin pada instalasi air minum [ncbi.nlm.nih.gov]. Karbon bekas bisa di‑steam atau disanitasi klorin lalu direaktivasi, atau dibuang. Tanpa ini, bed akan mengalami lonjakan bakteri yang dapat mengotori unit hilir atau memicu regrowth patogen resisten. Karena itu frekuensi perawatan adalah faktor kunci; sebagian insinyur merencanakan downtime/regenerasi berbulan‑bulan sebelumnya, atau memilih dosis SBS untuk menghindari ketergantungan pada satu unit GAC.
Implikasi peralatan pretreatment
Implementasi praktis biasanya menggabungkan alat injeksi kimia yang presisi dan pemantauan residual. Di sisi mekanik, housing komersial untuk GAC tersedia dalam berbagai konfigurasi—di aplikasi industri kerap dipilih pressure vessel baja. Untuk jalur SBS, kontrol dosis yang stabil mengandalkan pompa dosing, sementara lini instrumentasi dan proteksi utilitas masuk kategori ancillaries pendukung. Semua ini bertujuan menjaga mutu air umpan untuk membran dan resin—yang menjadi tulang punggung unit seperti RO/NF/UF dan ion exchange.
Rangkuman keputusan proses
Jika prioritasnya kecepatan, footprint kecil, dan kontrol ketat, sodium bisulfite unggul. Jika dibutuhkan penghilangan organik tambahan sekaligus dechlorination, GAC memberi nilai tambah—dengan catatan disiplin pemeliharaan untuk menahan biofilm. Keduanya valid untuk mencapai residu ~0,0–0,1 mg/L yang dibutuhkan HRSG [dechlorinationforro.blogspot.com] [ncbi.nlm.nih.gov].
Baca juga:
Penerapan Sistem Biofilter dalam Pengolahan Limbah Air
Catatan sumber
Data stoikiometri/dosis SBS dan kecepatan reaksi diambil dari studi perbandingan agen dechlorination [researchgate.net]. Model breakthrough GAC dan catatan “brewing industry” bersumber dari ulasan National Research Council AS [ncbi.nlm.nih.gov] [ncbi.nlm.nih.gov]. Praktik operasional GAC (jadwal backwash, risiko biogrowth) tercatat pada tinjauan terbaru dan buletin praktik RO/NF [ncbi.nlm.nih.gov] [docslib.org], sementara preferensi desain praktik lapangan dicatat dalam forum teknis [thewaternetwork.com].
