Air limbah finishing tekstil umumnya “high-strength” dan sangat variabel. Sampel limbah rajut menunjukkan COD (Chemical Oxygen Demand, ukuran beban organik yang butuh oksidasi) ≈1.200–1.900 mg/L dan BOD (Biochemical Oxygen Demand) ≈900–1.500 mg/L menurut Uddin et al. (2024) pmc.ncbi.nlm.nih.gov. Studi lain menemukan BOD komposit ~500–1.010 mg/L dan COD hingga ~3.000 mg/L www.icontrolpollution.com, dengan padatan tersuspensi (TSS) ~800–1.600 mg/L www.icontrolpollution.com, warna kuat, dan cenderung basa (pH 7–9) www.icontrolpollution.com.

Konsumsi air proses berada di kisaran 50–120 L/kg kain wgbis.ces.iisc.ac.in, sehingga pabrik menengah mudah menghasilkan ratusan meter kubik limbah per hari. Dengan banyak yurisdiksi (mis. PermenLH Indonesia) menuntut BOD efluen pada level puluhan mg/L, desain harus menargetkan pengurangan organik >90%.

baca juga: Boiler Cleaning Chemicals

Karakteristik dan target pengolahan

Angka COD/BOD dan TSS di atas mengindikasikan beban organik serta padatan yang harus diturunkan secara biologis dalam jumlah besar. Target praktis: menurunkan BOD/COD satu orde besaran untuk menjangkau limit ketat, plus mengatasi warna yang resisten secara biologis.

Equalization tank ber‑aerasi

Tank equalization (EQ) adalah “peredam guncangan” aliran dan beban pada proses tekstil batch (pewarnian, pembilasan). Eckenfelder (2000) menekankan fungsi EQ untuk meredam fluktuasi beban organik agar unit biologis tidak terkena shock load, meratakan pH, dan memberi aliran kontinu saat produksi berhenti www.informedchoicematrix.net. Dengan meratakan puncak beban, ukuran reaktor hilir dapat dikurangi karena desain mengikuti beban yang lebih stabil, bukan puncak sesaat www.informedchoicematrix.net www.informedchoicematrix.net.

Praktiknya, EQ disizing untuk beberapa jam hingga satu hari debit rata‑rata (sering ~250–500% dari debit rata‑rata per jam), dilengkapi mixing atau aerasi agar tidak stratifikasi dan berbau; aerasi gelembung kasar atau mixer mekanik disarankan agar beroperasi sebagai “variable‑inflow/constant‑discharge tank” www.informedchoicematrix.net. Ini sekaligus mencegah zona anaerob tak disengaja. Ringkasnya, EQ ber‑aerasi menjaga rasio makanan:biomassa (F/M) tetap stabil, menurunkan kebutuhan kapasitas hilir, dan meningkatkan keandalan www.informedchoicematrix.net.

Sebelum EQ, penyisihan fisik seperti screening/degritting membantu operasi; paket waste-water-physical-separation dan pilihan manual-screen atau automatic-screen lazim dipadukan untuk mengangkat debris awal.

Aerobik: Activated Sludge vs MBBR

Tahap biologis aerobik adalah jantung penurun BOD/COD. Dua opsi modern: activated-sludge (AS, lumpur aktif) dan moving-bed-bioreactors-mbbr (MBBR, biofilm bergerak). Keduanya efektif, tetapi footprint, biaya, dan produksi lumpurnya berbeda.

Activated Sludge. Studi pilot oleh Yang et al. (2020) pada limbah tekstil dengan COD influen ~2.000 mg/L menunjukkan penghilangan COD ≈83% (efluen ~350 mg/L) pada OLR (Organic Loading Rate, laju pembebanan organik) 1 kg COD·m^-3·hari^-1 www.mdpi.com. Mencapai level ini biasanya menuntut HRT (Hydraulic Retention Time, waktu tinggal) panjang/SRT tinggi dan settling lumpur yang baik. Kekurangan AS: kebutuhan volume/aerasi besar, lumpur berlebih substansial (~0,4–0,6 kg VSS/kg BOD dihilangkan; VSS = biomassa/padatan mudah menguap), serta removal warna yang terbatas—sering butuh polishing tersier www.mdpi.com.

MBBR. Media biofilm terapung memungkinkan konsentrasi biomassa tinggi dengan HRT lebih singkat. Dalam studi yang sama, MBBR pada OLR 2 kg COD·m^-3·hari^-1 mencapai removal COD ~82%—setara CAS—dengan HRT hanya ~1 hari dibanding 2 hari di CAS www.mdpi.com www.mdpi.com. Efluen MBBR ~180 mg/L COD (82% removal), sebanding dengan CAS 83% www.mdpi.com, plus penghilangan TSS 73% vs 66% pada CAS dengan volume bak signifikan lebih kecil www.mdpi.com. Pilot lain melaporkan COD removal 86% (namun warna hanya 50%) pada single‑stage MBBR www.mdpi.com.

Biaya, energi, dan lumpur

Dari sisi keekonomian, MBBR sering unggul: CAPEX MBBR ≈68% lebih rendah dibanding MBR (membrane bioreactor) sementara OPEX serupa www.mdpi.com. Volume lebih kecil dan biomassa lebih tinggi berarti energi per kg COD yang dihilangkan cenderung lebih rendah; juga tanpa membran. Hasil kajian siklus hidup mendukung penurunan listrik/kimia terhadap CAS/MBR www.mdpi.com. Karena biomassa melekat di carrier, yield lumpur ekses MBBR biasanya lebih rendah. Pada pembandingan dengan membrane-bio-reactors-mbr, MBBR menunjukkan keunggulan biaya investasi untuk target COD serupa.

baca juga: Pengertian dan Pengaruh TDS dan TSS Terhadap Kualitas Air

Pretreatment anaerobik untuk beban tinggi

Untuk aliran sangat kuat atau sangat fluktuatif, tahapan anaerobik (mis. UASB, Upflow Anaerobic Sludge Blanket) sebelum aerobik dapat memangkas COD besar dan menghasilkan biogas. Laboratorium hybrid‑UASB pada limbah tekstil asli mencatat ~84% pengurangan COD dan 93% BOD setelah stabilisasi banglajol.info. Yield metana tipikal ≈0,3–0,4 m³ CH₄ per kg COD yang dihilangkan (kondisi hangat). Catatan: anaerobik umumnya tidak menghilangkan warna atau organik terlarut kecil; logam berat dan sebagian molekul dye juga tidak terdegradasi. Kombinasi yang lazim: pra‑treatment anaerobik → polishing aerobik.

Dari sisi desain, tahap anaerobik layak diprioritaskan pada aliran >~2.000–3.000 mg/L COD, sementara untuk COD <1.000 mg/L, aerobik pasca‑EQ biasanya cukup. Untuk stream kuat khusus, UASB dengan HRT ~8–12 jam adalah contoh sizing; startup perlu dikelola hati‑hati (memberi substrat untuk pertumbuhan biomassa) banglajol.info. Di iklim hangat seperti Indonesia, laju reaksi anaerobik menguntungkan; tiap m³ limbah kuat (mis. 2.000 mg/L COD) berpotensi menghasilkan ~0,7 m³ metana, atau ~7 kWh, pada 80% COD dihilangkan (≈0,35 m³ CH₄/kg COD pada STP). Paket waste-water-biological-digestion relevan untuk konfigurasi ini.

Contoh kinerja dan kepatuhan

CAS dan MBBR telah menunjukkan ~82–91% penghilangan COD (efluen ~170–350 mg/L) dalam studi Yang et al. (2020) www.mdpi.com www.mdpi.com. Uddin et al. (2024) dengan MBBR+MBR melaporkan 92–95% penghilangan COD dan menunjukkan kisaran removal warna ~50–87% oleh MBBR/MBR pmc.ncbi.nlm.nih.gov www.mdpi.com. Pretreatment anaerobik pada umumnya memberikan ~80–85% pengurangan COD untuk umpan berkekuatan tinggi banglajol.info. Desain berbasis data menyasar OLR ~1–2 kg/m³·hari dan HRT 1–2 hari di bak aerobik untuk efluen COD ~100–300 mg/L www.mdpi.com www.mdpi.com. Target operasional: BOD/COD turun >90% agar memenuhi batas efluen ketat.

Baca juga: Pengolahan Limbah Secara Kimia

Rangkaian proses yang direkomendasikan

Rangkaian yang kokoh: equalization tank → pengolahan biologis aerobik (AS atau MBBR) → pemisahan padatan sekunder (secondary clarifier untuk AS atau pemisah media untuk MBBR) → disinfeksi/penggunaan ulang bila diperlukan. Pada beban ekstrem, tambahkan tahap anaerobik di hulu. Skema ini mengatasi fluktuasi dengan mulus dan memberikan penghilangan organik tinggi secara konsisten. Praktik di negara beriklim hangat menunjukkan efisiensi kombinasi UASB + aerobik, misalnya pada fasilitas reuse tekstil di Bangladesh (iklim mirip Indonesia) banglajol.info pmc.ncbi.nlm.nih.gov. Untuk opsi biofilm, media seperti MBBR dapat dipadukan dengan klarifikasi; sedangkan opsi membran tersedia melalui MBR bila kualitas reuse menjadi prioritas.

Simpulan desain: targetkan penghilangan BOD/COD >90% dan lakukan uji pilot untuk sizing unit. Semua angka kinerja dan rujukan di atas bersumber dari evaluasi pilot/skala penuh limbah tekstil, termasuk pmc.ncbi.nlm.nih.gov, www.mdpi.com, www.mdpi.com, www.mdpi.com, dan banglajol.info. Pedoman efluen Indonesia (PermenLH) untuk tekstil (dirujuk dalam SAKA 2023) menjadi motivasi target kinerja ini.