Di kompleks amonia–urea, air hilang bukan hanya karena menguap. Data industri menunjukkan penghematan “multi‑persen” hingga “puluhan persen” tercapai ketika drift ditekan, cycles of concentration (COC) didongkrak, dan make‑up air diganti sumber alternatif.
Pabrik pupuk (ammonia, urea) mengandalkan sistem pendingin resirkulasi dengan menara evaporatif terbuka. Secara desain, sekitar 1,8 galon (≈6,8 liter) per refrigeration ton‑hour (satuan beban pendinginan per jam) akan menguap—terlepas dari efisiensi menara—menurut panduan EPA/DOE. Artinya, menara 1.000 ton menguapkan ≈6,8 m³ per jam.
Selain evaporasi, air hilang melalui blowdown (pembuangan sebagian air untuk mengendalikan padatan terlarut/TDS) dan drift (tetesan halus yang terbawa angin). EPA mencatat drift bisa mencapai 0,05–0,2% dari laju sirkulasi—setara ≈0,24–0,36 galon per ton‑jam—tanpa kontrol memadai (nepis.epa.gov). Volume blowdown sendiri sangat ditentukan oleh cycles of concentration/COC (rasio konsentrasi garam/ion di air sirkulasi terhadap air make‑up).
Dewatering Tambang Batubara: Solusi Modular Cepat & Efektif
Neraca air dan titik boros utama
Strategi hemat air yang efektif di menara pendingin menyasar tiga hal: (a) menekan drift dan kebocoran, (b) mengoperasikan menara pada COC setinggi mungkin tanpa menimbulkan scaling (pengendapan kerak), dan (c) memakai sumber non‑potabel/daur ulang sebagai make‑up. Ketiganya memberikan penghematan terukur—dari kubik meter per hari hingga jutaan liter per tahun—di fasilitas berkapasitas besar.
Drift eliminator berperforma tinggi
Di menara tipikal dengan laju 120–180 galon per ton‑jam, drift tak terkendali di kisaran 0,05–0,2% (≈0,24–0,36 galon per ton‑jam) dapat dipangkas hingga di bawah 0,005% memakai drift eliminator modern (nepis.epa.gov). Dalam operasi nyata, efeknya bukan kecil: menghilangkan 0,18 galon per ton‑jam drift pada menara 1.000 ton yang beroperasi 24 jam (≈180 galon per ton‑jam laju sirkulasi) menghemat ≈4.000 galon/hari (~15 m³/hari). Selain menyelamatkan air, pengurangan drift juga menekan korosi dan kehilangan aerosol (nepis.epa.gov).
Operasi pada COC tinggi tanpa scaling
Menaikkan COC secara dramatis menurunkan blowdown. Secara ringkas, Cycles = (TDS blowdown)/(TDS make‑up) (juga kira‑kira Makeup/(Makeup+Blowdown)), sehingga COC=10 berarti hanya 10% aliran yang dibuang sebagai blowdown. Contoh terpublikasi: pada fasilitas 1.000 ton (evaporasi ~9,69×10^6 galon/tahun), blowdown tahunan turun dari 8,08×10^6 galon pada COC≈2,2 menjadi 1,08×10^6 galon pada COC=10 (www.prochemtech.com). Kebutuhan make‑up pun menyusut dari ~17,77×10^6 ke 10,77×10^6 galon, menghemat ~7,0×10^6 galon/tahun (≈26,5×10^6 liter) (www.prochemtech.com).
Di kasus industri lain, loncatan dari ~2 ke ~9,9 siklus—dengan make‑up yang dilunakkan dan program dosing—menurunkan pemakaian air segar sebesar 5 juta galon/tahun (~19×10^6 liter) (www.prochemtech.com). Pola umumnya linear: menggandakan COC kira‑kira memotong volume blowdown menjadi setengah. Namun, risiko scaling naik jika kimia air tidak dikelola.
Di wilayah dengan make‑up keras, perlakuan standar biasanya hanya memungkinkan COC 2–4 (www.prochemtech.com). Melunakkan make‑up atau menambah inhibitor (polimer, fosfonat, pretreatment silika rendah) memungkinkan ≥10 COC (www.prochemtech.com) (www.prochemtech.com). Praktisnya, banyak plant beroperasi di 5–8 siklus; mendorong ke 10–15 memberi penghematan air “tens of percent” selama kualitas air (konduktivitas, silika, kekerasan kalsium) tetap dalam batas.
Perangkat lunak air yang mendukung COC tinggi lazimnya mencakup pelunakan kalsium/magnesium dengan softener berbasis ion‑exchange, pengendali kerak melalui scale inhibitors, dan injeksi kimia presisi memakai dosing pump. Di satu analisis, beralih ke make‑up yang dilunakkan pada 10 COC (vs ~2,2 dengan air keras) tidak hanya menghemat ~7,0×10^6 galon/tahun, tapi juga menurunkan biaya kimia sekitar US$78.800/tahun (www.prochemtech.com). Catatan: air lunak cenderung lebih korosif dan perlu kendali dengan silikat/fosfat (www.prochemtech.com), yang dapat dibantu oleh program corrosion inhibitors.
Untuk make‑up keras dengan target tekanan operasi rendah, penghilangan kekerasan juga bisa didekati lewat nano‑filtration (NF) sebagai alternatif RO yang lebih hemat tekanan.
Baca juga:
Panduan Memilih Pompa Slurry & Tingkatkan Umur Wet-End di Tambang
Sumber make‑up alternatif: TSE, blowdown, hujan
Di luar “optimasi internal” COC, penggantian make‑up air segar dengan air non‑potabel/daur ulang bisa memangkas beban asupan. Studi pilot di industri Saudi menunjukkan secondary effluent (treated sewage effluent/TSE; efluen IPAL kota/industri yang sudah diolah dan didesinfeksi) dengan TDS ~1.500 mg/L memiliki potensi scaling rendah (indeks Langelier 0–0,5; indeks ini mengindikasikan kecenderungan pembentukan kerak), memungkinkan COC lebih tinggi ketimbang air tanah; deposit skala di kondensor praktis hilang, dan pemantauan patogen menunjukkan disinfeksi efektif (watertechonline.com) (watertechonline.com). Di proyek yang sama, mengganti air tanah TDS tinggi (membatasi COC≈2) dengan TSE menggandakan COC menjadi ~3,5 dan menurunkan kebutuhan make‑up menara sekitar 27%, setara ~16.500 m³/tahun pada sistem 1.200 ton (watertechonline.com).
Untuk memastikan kualitas reuse, pretreatment kokoh seperti ultrafiltration (UF) efektif sebagai langkah pendahuluan, dan integrasi biologis‑membran via membrane bioreactors (MBR) menghasilkan kualitas air reuse. Disinfeksi fisik seperti ultraviolet (UV) memberikan pembasmian patogen tanpa bahan kimia, sejalan dengan temuan disinfeksi efektif di studi pilot.
Selain itu, studi teknis–ekonomi menemukan pengolahan dan pemakaian ulang blowdown menara pendingin dapat memangkas penggunaan air sistem sekitar ~13%—lebih besar ketimbang sekadar menaikkan COC (sciencedirect.com). Untuk feed berkualitas menengah, teknologi RO air payau seperti brackish‑water RO bisa dipakai, sedangkan polishing partikel halus tetap mengandalkan UF.
Di lokasi dengan curah hujan tinggi, panen air atap/runoff juga relevan. Pabrik Nestlé di Australia menampung ~5×10^6 liter/tahun dari atap ke dalam tangki 1,2×10^6 liter, memangkas separuh kebutuhan air segar menara pendinginnya dan menghemat sekitar US$6.000/tahun (water360.com.au).
Contoh Indonesia: sebuah pabrik dairy/food memasang UF+RO untuk mereklamasi air limbah proses sebagai make‑up menara pendingin. Mengolah aliran limbah TDS 1.225 mg/L memungkinkan substitusi ~21 m³/hari air kota, sambil memotong konsumsi air segar ~5,46 m³/hari (≈2.000 m³/tahun) (jurnal.polinema.ac.id). Secara umum, sumber alternatif (efluen, blowdown, hujan) kerap mampu memenuhi 20–50%+ kebutuhan air pendingin—dengan prasyarat pretreatment, dosing kimia, dan kendali korosi/biologi yang memadai.
Hasil terukur di fasilitas industri
Pengendali drift berperforma tinggi dilaporkan memangkas kehilangan drift >90%, setara ribuan galon per hari di menara besar (nepis.epa.gov). Pada COC tinggi, contoh nyata menunjukkan penurunan make‑up/blowdown 30–50%: satu plant memangkas make‑up dari 17,8×10^6 menjadi 10,8×10^6 galon/tahun dengan naik dari ~2,2 ke 10 siklus (www.prochemtech.com)—reduksi 39% (≈26,5×10^6 liter). Menggabungkan softener dan kimia teroptimasi bukan hanya memungkinkan 10× COC, tetapi juga memberi penghematan biaya sekitar US$79 ribu/tahun dengan laju korosi dalam batas wajar (www.prochemtech.com).
Pada reuse, pilot Saudi mencapai penurunan kebutuhan make‑up ~27% (16.500 m³/tahun) saat beralih ke TSE pada sistem 1.200 ton (watertechonline.com), sementara pilot reuse blowdown melaporkan ~13% pengurangan jejak penggunaan air (sciencedirect.com). Proyek panen hujan menyebut pengurangan hingga ~50% pemakaian air jaringan (water360.com.au). Bahkan penghematan “kecil” pun akumulatif: studi Indonesia menekan ~2.000 m³/tahun lewat daur ulang RO di lokasi (jurnal.polinema.ac.id).
Kontrol operasional dan kepatuhan
Menjalankan strategi di atas menuntut kendali berbasis data: pemantauan kontinyu kimia air untuk mendorong COC dengan aman, kecukupan biocide saat memakai air daur ulang, dan kepatuhan regulasi. Dalam konteks Indonesia, standar kualitas air lingkungan (misalnya PP 22/2021) serta tren biaya air/emisi yang naik turut mendorong reuse. Program biologi dapat diperkuat dengan biocides yang mencegah biofilm/fouling di loop terbuka.
Langkah cepat bernilai (quick wins) meliputi peningkatan drift eliminator dan pengetatan kontrol blowdown. Investasi jangka panjang berkisar pada upgrade pengolahan air—softening dan UF/RO—untuk mempertahankan COC >10 atau memakai sumber berkualitas lebih rendah. Inventarisasi seluruh kebocoran/overflow jaringan dan pemasangan alarm—sebagaimana pedoman EPA—juga mengurangi pemborosan (nepis.epa.gov). Rumus neraca sederhana dari pedoman yang sama: Make‑up = Evaporation + Blowdown (nepis.epa.gov).
Dust Control Tambang Batubara: Air vs Chemical dan Water Infusion
Garis akhir efisiensi air
Manajemen air terintegrasi di sistem pendingin pabrik pupuk terbukti memangkas asupan air segar. Kombinasi pengendalian drift ≥95%, operasi resirkulasi tinggi (COC≈8–12), dan make‑up alternatif (wastewater/hujan) lazimnya memberi penurunan “multi‑tens‑of‑percent” pada permintaan make‑up. Dalam eksekusi terkelola, peningkatan ini bisa memangkas separuh make‑up segar—menghemat jutaan liter per tahun—sambil menjaga kinerja. Kuncinya adalah mengkuantifikasi kerugian/keuntungan (mis. gpm saved, kL/tahun direklamasi) untuk mengunci justifikasi rekayasa dan ROI.
Rujukan data dan studi kasus: panduan EPA/DOE (nepis.epa.gov) (nepis.epa.gov), studi ProChemTech (www.prochemtech.com) (www.prochemtech.com) (www.prochemtech.com), pilot TSE (watertechonline.com) (watertechonline.com), analisis reuse blowdown (sciencedirect.com), dan proyek panen hujan (water360.com.au) serta studi reuse RO di Indonesia (jurnal.polinema.ac.id).
