Di sektor energi, sekitar 45% dari seluruh pengambilan air industri berasal dari proses konversi energi, dan lebih dari 80% di antaranya untuk pendinginan (www.sciencedirect.com). Menara pendingin sirkulasi tipikal mengonsumsi 3–4 liter makeup per kWh listrik yang diproduksi (world-nuclear.org).

Artinya, pembangkit 500 MW dengan beban ~90% (~10.800 MWh/hari) bisa menarik 32–44 juta liter/hari untuk pendinginan, dengan jutaan liter/hari hilang sebagai blowdown. Karena blowdown sengaja dibuang untuk mengendalikan konsentrasi mineral (lihat DOE Best Management Practice #10, www.energy.gov), menaikkan cycles of concentration (COC, rasio total padatan terlarut/TDS di air sirkulasi terhadap TDS di makeup) adalah tuas terbesar untuk menghemat air (www.energy.gov).

Maksimasi cycles of concentration (COC)

Menaikkan COC berarti blowdown lebih jarang dan makeup turun. Mengangkat COC dari ~2 ke 4 memangkas blowdown ~50%; dari ~2 ke 10 memotongnya ~87% (www.prochemtech.com).

Kasus industri menunjukkan dampaknya: COC dinaikkan dari 2,2 menjadi 10 (dimungkinkan oleh makeup yang di-soften) menurunkan blowdown tahunan dari 8,08×10^6 menjadi 1,08×10^6 galon (30,6→4,08×10^6 liter) dan makeup dari 17,77×10^6 menjadi 10,77×10^6 galon (www.prochemtech.com). Dalam metrik, makeup turun ~26.500 m^3/tahun (~39% penghematan) (www.prochemtech.com).

Praktiknya, banyak sistem hanya beroperasi di 3–4×C, namun dengan kontrol kimia yang baik banyak yang aman ke 6–8×C (icsthailand.co.th). Program lanjut (mis. softening kation ditambah inhibitor terarah) melaporkan operasi stabil di COC ≈10 (www.prochemtech.com).

Penerapan softening dapat dilakukan dengan unit seperti softener berbasis ion exchange; media ion-exchange resin lazim digunakan pada praktik ini.

baca juga: 

Pengertian dan Pengaruh TDS dan TSS Terhadap Kualitas Air

Dampak biaya: air, sewer, dan bahan kimia turun

COC yang lebih tinggi menurunkan makeup (dan pembuangan ke sewer), memangkas biaya air baku dan biaya efluen—juga volume bahan kimia blowdown. Pada contoh di atas, program air keras (COC≈2,2) butuh 6.739 lb/tahun organic scale inhibitor (US$24,9 ribu) (www.prochemtech.com) (www.prochemtech.com).

Beralih ke makeup yang di-soften (COC≈10) hanya membutuhkan 3.370 lb/tahun (US$11,5 ribu) plus garam (US$29,2 ribu) dan menghasilkan 1,00×10^6 galon/tahun limbah regenerasi (www.prochemtech.com) (www.prochemtech.com). Efek totalnya: biaya tahunan turun 32% (US$246,5 ribu→US$167,6 ribu) sembari menghemat 6,998×10^6 galon (26.500 m^3) air (www.prochemtech.com).

Perangkat softener senilai ~US$26 ribu membayar dirinya dalam ~4 bulan (www.prochemtech.com). Pada sisi chemical program, penggunaan inhibitor dapat dibantu formulasi seperti scale inhibitors yang didosiskan via dosing pump untuk presisi.

Risiko scaling dan kendali real-time

Risiko scaling meningkat saat COC naik, sehingga kendali wajib ketat. Program modern memantau konduktivitas atau Langelier Saturation Index/LSI (indeks kejenuhan CaCO3 untuk menilai kecenderungan scale) secara real time dan menambahkan antiscalant atau mengatur pH sesuai kebutuhan (www.energy.gov) (www.prochemtech.com). Otomasi pengendali konduktivitas dapat memangkas blowdown 40–60% (icsthailand.co.th).

Studi lain menunjukkan, makeup air tanah (TDS≈3.040 mg/L, COC=2 maksimum) memicu deposit scale terlihat di kondensor (www.watertechonline.com). Dengan beralih ke treated sewage effluent/TSE (efluen air limbah domestik terolah) yang ber-TDS/kekerasan lebih rendah (1.500 mg/L) dan LSI sekitar 0–0,5, pabrik tersebut menggandakan COC aman ke ~3,5 (www.watertechonline.com).

Hasilnya (lihat Figure 4 studi itu): tidak ada deposit scale terlihat di rezim TSE dengan COC lebih tinggi (www.watertechonline.com), sedangkan operasi sebelumnya dengan air tanah keras mengalami scaling berat (www.watertechonline.com).

Kendali fouling hayati didukung program biocide yang tegas, sejalan dengan praktik studi ini.

Makeup dari air limbah terolah (TSE)

Untuk meregangkan suplai air tawar, banyak pabrik mempertimbangkan makeup non-tradisional, terutama air limbah kota yang telah diolah. TSE lazim tersedia dan murah; kekhawatiran (biofouling, organik, klorida) dapat dikelola dengan pretreatment dan program biocide yang ketat (www.watertechonline.com) (www.watertechonline.com). Unit pretreatment tipikal melibatkan filtrasi seperti ultrafiltration (UF) untuk mengurangi padatan tersuspensi halus, diikuti disinfeksi.

Pada pilot Saudi Aramco, TSE tersier (difiltrasi dan didesinfeksi) disuplai kontinu ke menara pendingin berkapasitas 1.200 ton. Selama 8 bulan, pengujian mikrobiologis menemukan tidak ada Legionella, koliform, atau enteric viruses di air resirkulasi (www.watertechonline.com). Disinfeksi (klorin dan biocide isothiazolone) efektif; opsi teknisnya bisa berupa ultraviolet disinfection atau electrochlorination untuk produksi klorin on-site.

Karena TSE memiliki kalsium dan alkalinitas lebih rendah dibanding air tanah lokal, potensi scale minim sehingga memungkinkan COC lebih tinggi (www.watertechonline.com).

Secara industri, reuse seperti ini signifikan. Pada studi Aramco, penggunaan TSE membuat sistem 1.200 ton ~27% lebih efisien air (www.watertechonline.com), setara penghematan 16.501 m^3/tahun makeup untuk satu unit (www.watertechonline.com). Diskalakan ke enam unit serupa, hemat ~82.505 m^3/tahun dan ~82.505 kWh energi pompa (www.watertechonline.com).

Baca juga: 

Penerapan Sistem Biofilter dalam Pengolahan Limbah Air

Preseden reuse skala kota

Di luar negeri, efluen terolah dipakai luas: misalnya NEWater di Singapura (air limbah daur ulang berkualitas tinggi) secara rutin disuplai untuk pendinginan industri dan pembangkit ▶ (www.mdpi.com). Sistem deep‑tunnel Singapura memanfaatkan ~100% air limbah; contoh, instalasi besar Changi mengembalikan 59% efluen ke industri (campuran atau raw) dan sisanya untuk indirect potable reuse (www.mdpi.com).

Reuse blowdown berbasis membran

Strategi lain: memproses blowdown menara dan mendaurulangnya. Kajian terbaru menunjukkan, khususnya saat menara sudah di COC tinggi (>3–4), memproses blowdown dengan ultrafiltration/RO dan menggunakannya kembali dapat memotong asupan air segar ~13% (www.sciencedirect.com). Ini mendorong pendekatan zero‑discharge, meski ada CAPEX/OPEX tambahan untuk membran dan biofilter.

Secara teknis, konfigurasi seperti UF untuk pre‑treatment dan paket membrane systems (RO/NF/UF) kerap dipertimbangkan. Untuk sumber alternatif dengan salinitas sedang, opsi seperti brackish‑water RO relevan.

Analisis biaya–manfaat dan regulasi

Pilihan terbaik sangat bergantung pada ekonomi lokasi: tarif air, ketersediaan efluen, biaya modal. Porsi terbesar adalah penghematan air. Pembangkit 1.000 MW berpendingin basah (~4 L/kWh) memakai ~4×10^6 m^3/tahun (world-nuclear.org). Menaikkan COC dari 3→6 kira‑kira membagi dua blowdown, menghemat ~1–2×10^6 m^3/tahun.

Pada tarif Indonesia (~IDR 9.000–18.000/m^3, ~US$0,59–1,21/m^3) (www.mdpi.com), setiap 10^6 m^3 yang dihemat bernilai US$0,6–1,2 juta/tahun. Untuk unit lebih kecil, kasus Saudi Aramco (1.200 ton ≈4 MW) menghemat 16.501 m^3/tahun—kira‑kira beberapa ribu USD/tahun untuk air (www.watertechonline.com). Mendaur ulang 82.505 m^3/tahun (6× unit sejenis) bisa menghemat ~US$40 ribu/tahun pada US$0,5/m^3 (tarif IRR Bali) (www.mdpi.com).

Energi dan bahan kimia juga ikut turun. Pada pilot Aramco, proyeksi penghematan energi 82.505 kWh/tahun (untuk 6× unit) setara ~US$8 ribu/tahun. Penggunaan polymeric inhibitor turun ~60% pada contoh makeup yang di‑soften (www.prochemtech.com). Program kimia dapat diperkuat dengan corrosion inhibitors serta cooling tower chemical yang sesuai fouling/scaling setempat.

Dari sisi CAPEX/OPEX: menaikkan COC bisa butuh investasi minim (penyesuaian treatment & kontrol). Pada referensi yang sama, instalasi softener 41 gpm bernilai US$26 ribu memberi penghematan berulang besar (www.prochemtech.com). Untuk TSE atau reuse blowdown diperlukan peralatan tambahan: unit filtrasi/UV, pompa dan pipa dari sumber air—di sini perangkat seperti water‑treatment ancillaries menjadi relevan. Mengolah 100 gpm feed water (≈545 m^3/hari) bisa berbiaya peralatan US$100–250 ribu (samcotech.com).

Dari sisi harga air, studi Bali menunjukkan efluen terolah dapat dijual ~US$0,46/m^3 (www.mdpi.com) versus air kota US$0,59–1,21/m^3 (www.mdpi.com)—implikasinya bagi pengguna: pengurangan biaya 20–60%. Dengan demikian, pretreatment yang mahal pun bisa balik modal jika menggantikan suplai air minum berbiaya tinggi. Pendekatan sementara saat darurat sumber air juga dimungkinkan, misalnya paket sewa berbasis SWRO seperti rental units.

ROI dan payback terlihat cepat. Contoh ProChemTech mencatat ROI 4 bulan (www.prochemtech.com). Di Bali, penjualan air daur ulang menghasilkan 2–6 miliar IDR (~US$0,13–0,40 juta) per tahun (www.mdpi.com).

Regulasi turut mendorong. Di AS, batas efluen kian ketat, dan sebagian pabrik memenuhi dengan reuse aliran once‑through atau lainnya (www.power-eng.com). Indonesia saat ini belum memiliki regulasi reuse spesifik (www.proquest.com), tetapi adopsi strategi terbukti dapat mengantisipasi pembatasan suplai air di masa depan. Contohnya, perencana Bali menggunakan standar air irigasi (PP 22/2021) sebagai surrogate untuk kualitas reuse (www.proquest.com).

Baca juga: Pengolahan Limbah Secara Kimia

Garis besar teknis praktis

Butir‑butir esensial dari praktik terbaik ini ringkasnya:

• Naikkan COC setinggi mungkin tanpa memicu scaling, dengan pemantauan LSI/konduktivitas dan program kimia yang tepat (rujukan DOE FEMP dan icsthailand.co.th).
• Pakai makeup yang di‑soften untuk mengizinkan COC lebih tinggi; opsi perangkat softener relevan dengan bukti ROI cepat (www.prochemtech.com).
• Pertimbangkan TSE sebagai sumber makeup, dengan pretreatment (mis. UF) dan disinfeksi (UV atau electrochlorination) sesuai studi watertechonline.com.
• Untuk zero‑discharge, tinjau reuse blowdown dengan paket membran—kajian menunjukkan potensi tambahan ~13% pengurangan asupan (www.sciencedirect.com).

Simpulannya, analisis tekno‑ekonomi yang cermat—memasukkan harga air setempat, biaya pembuangan, dan ongkos teknologi—umumnya menemukan bahwa memaksimalkan COC dan memanfaatkan sumber air alternatif secara kuat menurunkan total biaya air serta bisa balik modal dalam hitungan bulan hingga beberapa tahun.

Sumber dan konteks: data penggunaan air dan reuse menara pendingin (www.sciencedirect.com) (www.energy.gov) (www.watertechonline.com) (www.prochemtech.com) (www.mdpi.com) (www.sciencedirect.com), termasuk pilot Saudi Aramco (2020) dan analisis peer‑review (J. Envir. Manage. 2024) (www.watertechonline.com) (www.sciencedirect.com). Konteks Indonesia (studi Bali 2023) dikutip untuk panduan lokal dan harga (www.proquest.com) (www.mdpi.com).