Di pembangkit listrik, kejelasan air baku bukan soal estetika, tapi keselamatan membran, demineralizer, dan boiler. Kuncinya: koagulasi–flokulasi yang dioptimasi lewat jar test, lalu klarifikasi dan filtrasi media.
Air baku ke siklus uap—termasuk unit HRSG—datang membawa partikel koloid, lempung, materi organik, dan kekeruhan yang harus ditangani sebelum menyentuh membran, demineralizer, atau boiler. Rangkaian konvensionalnya: koagulasi–flokulasi (penghilangan muatan permukaan dan pengikatan partikel) diikuti klarifikasi (pengendapan) dan filtrasi media—sering menargetkan keluaran < 1–5 NTU. Prinsipnya, garam logam atau polimer menetralkan muatan, membentuk presipitat hidroksida yang “menjebak” koloid, lalu pengadukan lambat membesarkan agregat (flok) agar cepat mengendap (water.mecc.edu; www.watertechnologies.com).
Di perairan tropis, kadar NOM (natural organic matter) cenderung tinggi dan bisa mengganggu koagulasi—dosis perlu disesuaikan. Sururi dkk. (2023) melaporkan alum “tawas” 20 mg/L pada pH asam menurunkan kekeruhan ≈85% pada air sungai tercemar sedang; namun studi lain serupa hanya sampai ≤70%, menandakan kimia air (organik, alkalinitas, suhu) sangat menentukan (ejurnal.itenas.ac.id; ejurnal.itenas.ac.id). Karena setiap suspensi air baku unik, jar test (uji toples skala laboratorium untuk meniru koagulasi–flokulasi) jadi alat wajib untuk memilih koagulan–flokulan paling efektif untuk sumber tersebut (www.watertechnologies.com; www.sugarprocesstech.com).
Rentang pH, jenis koagulan, dan beban lumpur
Garam logam menurunkan pH—sering butuh kapur atau kaustik—namun ekonomis. Alum (Al₂(SO₄)₃) optimal pada pH 5,5–6,5 (water.mecc.edu), ferric (FeCl₃/Fe₂(SO₄)₃) efektif lebih lebar (~pH 5–11) (www.watertechnologies.com). Koagulan pra‑polimerisasi seperti PAC/ACH (poly‑aluminum chloride/aluminum chlorohydrate) dan kationik polimer bisa bekerja pada pH lebih tinggi atau tanpa tambahan alkalinitas, menurunkan kebutuhan bahan kimia (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com). Polimer bermassa molekul tinggi—misalnya polyDADMAC—tidak menambah padatan atau mengasamkan air, “menjembatani” partikel, dan dapat memangkas volume lumpur 50–90% dibanding garam logam (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com).
Praktik rekayasa Veolia mencatat: air baku 10–60 NTU paling efektif dengan koagulan anorganik plus polimer kationik; sementara >60 NTU sering cukup ditangani koagulan polimerik saja. Sebaliknya, air sangat jernih (<10 NTU) sering memerlukan sedikit koagulan anorganik untuk “membibitkan” pembentukan flok (www.watertechnologies.com). Untuk opsi kimia praktis, formulasi komersial seperti PAC, ACH, dan paket PAC/ACH tersedia, bersama rangkaian coagulants dan flocculants yang bisa disesuaikan dengan karakter air baku.
Baca juga:
Penerapan Sistem Biofilter dalam Pengolahan Limbah Air
Prosedur jar test terstandar
Langkah‑langkah jar test: (1) karakterisasi air baku (kekeruhan/NTU, pH, alkalinitas, suhu). (2) Siapkan beberapa beaker identik 1–2 L. (3) Dosis koagulan berbeda per beaker—contoh alum, ferric chloride, PAC pada 5, 10, 20, 30 mg/L (sebagai Al atau Fe). (4) Rapid mix sekitar 100–300 rpm selama ~30–60 detik untuk mendispersi koagulan (water.mecc.edu; water.mecc.edu). (5) Sesuaikan pH/alkalinitas (mis. target ~6,5 untuk alum). (6) Slow mix 30–40 rpm selama 15–30 menit untuk pembesaran flok (brieflands.com; water.mecc.edu). (7) Diamkan 30–60 menit untuk pengendapan. (8) Evaluasi supernatan: ukur NTU dan, bila perlu, residu logam/warna. Secara visual, “Good floc appears heavy… besar, gelap, cepat mengendap”—panduan laboratorium menekankan ciri flok yang baik (studylib.net).
Plotkan NTU vs dosis untuk tiap kimia. Dosis optimum adalah yang terendah tetapi mencapai kejernihan target. water.mecc.edu mencatat “lebih banyak” koagulan tidak selalu “lebih baik”—melewati titik tertentu, penurunan kekeruhan melandai atau memburuk sehingga boros bahan kimia (water.mecc.edu). Sering muncul kurva‑S: kekeruhan turun tajam hingga dosis optimum, lalu mendekati minimum secara asimtotik; pilihan ekonomis ada di “knee of the curve”—titik saat tambahan dosis memberi imbal hasil menurun (water.mecc.edu). Contoh penelitian: alum 40 mg/L mencapai 99,9% penurunan kekeruhan pada umpan 10 NTU, lebih tinggi ketimbang dosis lebih rendah (brieflands.com). Hasil jar test yang baik memenuhi target kekeruhan sekaligus residu Al/Fe—mis. <0,2 mg/L untuk standar air minum—sekaligus pH dan alkalinitas akhir (www.researchgate.net).
Setelah koagulan utama menjanjikan (mis. alum/ferric pada X mg/L), lakukan jar test kedua untuk menyaring flokulan polimer (umum 0,1–2 mg/L). Misal uji cationic polyDADMAC 0; 0,5; 1,0; 1,5 mg/L. Tambahkan polimer di akhir rapid mix (30–60 detik kecepatan tinggi untuk dispersi), lalu masuk slow mix (water.mecc.edu). Dalam praktik Veolia, penambahan polimer bermassa molekul tinggi setelah koagulan anorganik kerap “mengembangkan flok lebih besar pada dosis rendah” dan bisa menyelamatkan kasus yang gagal diklarifikasi oleh koagulan saja (www.watertechnologies.com).
Contoh hasil jar test
Kord Mostafapour dkk. (2008) menguji alum, ferric, dan PAC pada suspensi kaolin (umpan 10 NTU, pH 5,5–7,5) dan mendapatkan >99% penurunan pada dosis tinggi: alum 40 mg/L mencapai 99,9%; ferric >99% pada 20 mg/L; PAC ~99% pada 40 mg/L—ketiganya serupa pada dosis optimal (brieflands.com; brieflands.com).
Kasus lebih menantang ditunjukkan Husaini dkk. (2018) pada air limbah tambang (~2000 NTU): alum “tawas” baru menurunkan kekeruhan dari ~2000 ke 151 NTU (92,45%), jauh lebih baik dari alum komersial (ke 548 NTU, 72,6%) (jurnal.tekmira.esdm.go.id). Pada pilot, PAC menurunkan kekeruhan dari 130,7 ke 2,92 NTU (97,77%) versus PAC pabrik (ke 4,67 NTU, 96,43%); TSS turun sejalan (196,3→38,7 mg/L vs 196,3→30,7 mg/L) (jurnal.tekmira.esdm.go.id). Perbedaan formulasi PAC atau “tawas” saja bisa mengubah kejernihan hingga ordo magnitudo.
baca juga:
Pengertian dan Pengaruh TDS dan TSS Terhadap Kualitas Air
Implementasi unit klarifikasi dan filtrasi
Setelan kimia dan dosis yang lolos seleksi diadopsi pada skala penuh: rapid‑mix tank, kanal flokulasi, lalu bak pengendap (clarifier) sebelum filtrasi media. Operator menjalankan jar test ulang saat kualitas air baku berubah signifikan; “dosis terbaik dapat berubah dari hari ke hari” saat kekeruhan fluktuatif (water.mecc.edu). Secara peralatan, opsi seperti clarifier konvensional maupun desain kompak (mis. lamella/tube settler) dapat dipertimbangkan, dengan integrasi dosing pump untuk kontrol kimia yang akurat.
Untuk filtrasi media setelah klarifikasi, kombinasi pasir silika dan antrasit lazim digunakan; opsi seperti sand-silica atau media antrasit anthracite membantu “polishing” 5–10 mikron. Bila warna/organik tersisa tinggi, koktail klarifier “alum + karbon” menjadi salah satu siasat; media karbon aktif activated carbon dapat dikombinasikan sesuai kebutuhan proses.
Pada jalur air make‑up ketel atau desalinasi, pretreatment ini bertugas menjaga unit membran dan penukar ion. Sistem ultrafiltration (UF) kerap dipasang sebagai pretreatment RO dan aplikasi air minum dari permukaan/air tanah, sementara paket RO, NF, dan UF melayani kebutuhan industri/municipal. Di sisi RO, baik brackish water RO maupun sea water RO untuk industri/power plant memperoleh manfaat langsung dari kekeruhan pra‑RO yang rendah.
Troubleshooting klarifikasi berbasis gejala
- Kejernihan buruk atau flok tak terbentuk: indikasi under‑dosing, koagulan kurang tepat, atau pH di luar optimum. Manual menulis “coagulant underfeed… air tampak keruh dengan sedikit/tanpa flok dan hampir tak ada pengendapan” (studylib.net). Tindakan: naikkan dosis atau koreksi pH/alkalinitas ke pH ≈5,5–6,5 untuk alum (water.mecc.edu), pastikan rapid mix cukup kuat, dan uji alternatif (mis. PAC pada air sangat alkalis/alkalinitas rendah) (www.watertechnologies.com).
- Flok halus atau mengapung: geser berlebih atau overdosis polimer bermassa molekul tinggi dapat memecah flok; kontaminan tertentu (minyak/surfaktan) membuat flok buoyant. “Overfeed… akan membentuk flok padat yang tidak mengendap” (studylib.net). Tindakan: turunkan dosis koagulan/polimer, rendahkan kecepatan slow mix, dan atasi minyak/organik (mis. pra‑oksidasi) sebelum koagulasi.
- Selimut lumpur naik/carry‑over atau akumulasi lumpur: beban/flow berlebih atau overdosing. Jika debit melebihi desain, waktu tinggal pendek dan padatan lolos; overdosis menambah volume lumpur (www.lautanairindonesia.com; www.lautanairindonesia.com). Tindakan: batasi flow puncak, kurangi dosis, cek laju sludge recycle (pada clarifier lumpur aktif), bersihkan rake/scraper dan pompa pembuangan lumpur.
- Residu logam berlebih di efluen: dosis/pH meleset. Untuk standar air minum, residu Al <0,2 mg/L direkomendasikan (WHO/Veolia) (www.researchgate.net). Tindakan: ukur Fe/Al efluen, turunkan dosis atau setel pH, pastikan waktu flokulasi memadai; bila perlu, ganti koagulan (mis. ferric untuk warna‑NOM) atau gunakan koagulan polimerik yang bebas residu logam (www.watertechnologies.com).
- Efisiensi rendah karena organik/NOM: humat/tanin menurunkan efisiensi koagulasi; Sururi dkk. mencatat kontaminan jejak seperti triptofan dapat “mengurangi efisiensi, membutuhkan dosis lebih tinggi dan berisiko kegagalan” (ejurnal.itenas.ac.id). Siasat: screen koagulan + coagulant‑aid (polyDADMAC, polyamine), pra‑oksidasi (ozon/permanganat), atau komposit PAC.
- Channeling/short‑circuiting: aliran tidak merata karena baffle/penumpukan sludge. Inspeksi hidrolika clarifier (baffle, launder weir) dan bersihkan mat flok pada dinding.
Dalam semua kasus, jalankan jar test dengan air baku terkini sebagai alat diagnosis utama. Cocokkan hasil laboratorium dengan performa plant: bila di plant keruh pada dosis rencana, jar test akan menjelaskan apakah dosis memang kurang, pH meleset, atau isu mixing. Praktik yang baik—replikasi, pengukuran NTU, langkah dosis bertahap—memberi jawaban kuantitatif (water.mecc.edu; brieflands.com).
Baca juga:
Penerapan Sistem Biofilter dalam Pengolahan Limbah Air
Catatan integrasi hilir dan komponen
Pada tahap akhir, filter kartrid berperumahan baja tahan tekanan tinggi atau stainless membantu polishing dan proteksi instrumen; opsi seperti housing industri steel filter atau grade farmasi SS cartridge housing dapat dipilih sesuai kebutuhan. Untuk rantai proses komplet, komponen pendukung water-treatment ancillaries memastikan operabilitas, sementara parts & consumables menjaga keandalan jangka panjang.
Ringkasnya, koagulasi–flokulasi yang ditopang jar test yang disiplin membentuk fondasi pretreatment yang melindungi RO/NF/UF, penukar ion, dan boiler. Selebihnya adalah kedisiplinan operasi—pH, dosis, mixing—yang konsisten mengikuti data (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com).
