Tekstil menghasilkan aliran limbah yang sangat berwarna dan “bandel” secara kimia. Dua kubu teknologi bersaing menanganinya: Advanced Oxidation Processes (AOPs—oksidasi lanjut berbasis radikal hidroksil •OH) yang memecah molekul, dan membran nanofiltration/reverse osmosis (NF/RO) yang menyaringnya secara fisik. Di laboratorium dan pilot, angka-angkanya mengesankan: Fenton’s reagent (Fe²⁺/H₂O₂) melaporkan 96–98% penghilangan warna dan 85–89% penurunan COD (chemical oxygen demand—indikator beban organik) pada pH≈3 (www.researchgate.net), sementara ozonasi katalitik mendekati penghilangan warna 98–99% dalam 40 menit (www.mdpi.com).

Efek samping yang diinginkan: AOP meningkatkan biodegradabilitas; rasio BOD₅/COD (indikator mudah tidaknya suatu air diurai secara biologis) naik dari ~0,23 menjadi 0,65 pada larutan reaktif-dye (www.mdpi.com)—contoh lain menunjukkan 0,226→0,649 setelah ozonasi (www.mdpi.com). Untuk efisiensi energi, median electrical energy per order (E_EO—kWh per m³ per “order” reduksi) dilaporkan sekitar 0,98 kWh/m³·order pada Fenton dan 3,34 kWh/m³·order pada ozonasi (www.mdpi.com); implementasi skala penuh Fenton yang ditingkatkan di sebuah pabrik tekstil di Tiongkok mencapai biaya ~USD $0,23/m³ dan memenuhi baku mutu (www.mdpi.com).

Di sisi lain, NF/RO menolak molekul melalui penyisihan ukuran: NF (pori ~0,5–2 nm) menahan pewarna (300–2000 MW), RO (<0,5 nm) menyisihkan hampir semua organik terlarut dan garam. Studi menunjukkan NF menghilangkan ~94–97% molekul pewarna dan RO 97,2–99,9% pada kondisi tipikal (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), dengan kasus batik Indonesia melaporkan ~99,84% penolakan warna dan 87,6% reduksi COD oleh NF (ijtech.eng.ui.ac.id). Permeat dapat nyaris tak berwarna dan cocok untuk reuse—bahkan <10–20 mg/L TOC (total organic carbon) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

baca juga: Boiler Cleaning Chemicals

Advanced oxidation untuk senyawa recalcitrant

AOPs bekerja dengan radikal hidroksil •OH berenergi tinggi untuk memutus ikatan aromatik pewarna yang sulit diurai. Di bench scale, Fenton’s reagent (Fe²⁺/H₂O₂) mencapai 96–98% penghilangan warna dan 85–89% penurunan COD pada pH≈3 (www.researchgate.net). Ozonasi katalitik menunjukkan 98–99% dekolorisasi limbah wol dalam 40 menit (www.mdpi.com), sambil mendorong kenaikan BOD₅/COD dari ~0,23→0,65 dan contoh lain 0,226→0,649 (www.mdpi.com).

Dari perspektif energi, tinjauan terbaru menemukan median E_EO ~0,98 kWh/m³·order untuk Fenton dan ~3,34 kWh/m³·order untuk ozonasi (www.mdpi.com), sementara opsi lain seperti fotokatalisis atau sonolisis mengonsumsi energi jauh lebih besar (www.mdpi.com). Implementasi skala penuh Fenton yang ditingkatkan mencatat biaya ~USD $0,23/m³ dan lulus standar ketat (www.mdpi.com). Dalam kondisi teroptimasi, AOP mencapai >90% penghilangan warna dan COD (www.researchgate.net; www.mdpi.com), sekaligus memecah pewarna aromatik menjadi fragmen yang lebih mudah dibiodegradasi.

Komprominya: AOP memerlukan dosis kimia (mis. H₂O₂, katalis), kontrol pH ketat, dan berpotensi menghasilkan lumpur atau produk samping oksidatif (www.researchgate.net; www.mdpi.com). Dalam praktik, AOP kerap dipakai sebagai polishing step untuk aliran sangat berwarna dengan penurunan COD >85% dan warna >90% (www.researchgate.net; www.mdpi.com).

Pemilahan fisik dengan membran NF/RO

NF dan RO bekerja melalui pemisahan fisik: NF berpori ~0,5–2 nm dan efektif menahan pewarna reaktif, sementara RO berpori <0,5 nm menolak hampir semua organik terlarut dan garam. Pada 8 bar, studi limbah tekstil Irak menunjukkan NF menghilangkan 93,8–97,0% berbagai pewarna merah/hitam/biru, sedangkan RO 97,2–99,9% (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Implementasi NF umum dilakukan untuk daur ulang aliran berwarna bertekanan moderat (~10–15 bar), misalnya menggunakan sistem nano-filtration, sementara RO dipilih saat targetnya desalinisasi nyaris total pada ~20–40 bar—tekanan RO (~5–10 MPa) juga diakui signifikan dalam kebutuhan energi (pmc.ncbi.nlm.nih.gov; www.mdpi.com).

Contoh lokal, limbah batik Indonesia: NF melaporkan ~99,84% penolakan warna dan 87,6% penurunan COD (ijtech.eng.ui.ac.id). Secara umum, permeat NF/RO bisa nyaris tidak berwarna dan cocok untuk reuse, bahkan <10–20 mg/L TOC (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Dalam sebuah studi NF90, permeat mencapai ~20 mg/L TOC dan 76 μS/cm; uji pencelupan shade terang/gelap tidak menunjukkan perbedaan warna signifikan, menegaskan kualitas reuse (www.scielo.org.za). Untuk kebutuhan RO pada air baku dengan TDS menengah, konfigurasi seperti brackish-water RO lazim dipertimbangkan di fasilitas industri.

Pola tipikalnya: NF kuat menolak ion multivalen dan organik besar sehingga sebagian garam monovalen lolos; RO menahan hampir semua garam dan organik (www.scielo.org.za). Integrasi bertingkat NF→RO kerap melaporkan penurunan COD mendekati 99% dengan permeat memenuhi standar reuse yang ketat (pmc.ncbi.nlm.nih.gov; www.mdpi.com).

Fouling membran dan pemulihannya

Kelemahan utama NF/RO adalah fouling membran—padatan, wax/kolloid, pewarna tak bereaksi, dan polimer organik cepat menumpuk di modul spiral-wound. Gejalanya: penurunan fluks tajam pada menit-menit awal operasi; uji NF untuk limbah batik melaporkan “rapid flux decline” di awal lalu turun perlahan ke kondisi mantap (ijtech.eng.ui.ac.id). Pencucian kimia hanya memulihkan ~76–82% fluks awal; satu studi mencatat ~80% recovery sehingga sekitar 20% hilang permanen (www.scielo.org.za; www.scielo.org.za). Untuk menjaga kinerja, praktik industri biasa menerapkan program antiskalant bagi RO, seperti pada membrane antiscalants, dan pembersihan kimia berkala menggunakan formulasi khusus membrane cleaners.

baca juga: 

Pengertian dan Pengaruh TDS dan TSS Terhadap Kualitas Air

Pretreatment bertahap untuk stabilitas NF/RO

Inti mitigasi fouling adalah pretreatment multi-tahap.

Koagulasi/Flokulasi: Uji jar menunjukkan koagulasi FeCl₃ (pH≈6) dapat menghilangkan ~81–85% warna (SAC—parameter serapan spektral) dan ~40–50% TOC; penambahan flokulan (mis. MagnaFloc) mendorong penghilangan warna di atas 90% (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Contoh lain mencapai 96,8% penurunan kekeruhan, 92–93% penghilangan warna (SAC), dan ~50% pengurangan TOC pada pH optimal (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Pada 0,2 g/L flokulan, kekeruhan dapat ditekan hingga <6,4 NTU dan kromofor pewarna berkurang >92% (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Dampak ikutan adalah kebutuhan bahan kimia dan produksi lumpur. Pada praktiknya, dosis bahan seperti coagulants dan flocculants diikuti pemisahan padatan di unit seperti clarifier.

Filtrasi Kasar: Filter pasir memperkecil beban kekeruhan dan sebagian organik; pilot menunjukkan penurunan TOC dari 363,4 menjadi 242,3 mg/L (33,3% removal) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Banyak fasilitas mengadopsi media pasir seperti sand-silica; untuk pengurangan organik terlarut tambahan, kombinasi sand+GAC (granular activated carbon) juga dipakai, relevan dengan media activated-carbon.

Micro/Ultrafiltration: Langkah membran awal ini mengangkat >90% kolloid dan TSS, meningkatkan produktivitas NF sekitar 15% dan secara signifikan mengurangi fouling oleh kolloid (www.scielo.org.za). Sistem ultrafiltration cross-flow sering dipakai sebagai “polishing” sebelum NF/RO.

Langkah lainnya: penyesuaian pH dan dosis antiskalant untuk RO mencegah scaling anorganik (Ca/Mg) yang memperparah fouling; menjaga pH netral dan mengurangi hardness di awal adalah praktik standar (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Tanpa pretreatment, membran cepat foul: fluks turun 20–80% dan butuh pembersihan sering (ijtech.eng.ui.ac.id; www.scielo.org.za). Dengan pretreatment yang tepat, NF/RO beroperasi lebih stabil: kombinasi sand+UF menghasilkan permeat cukup bersih untuk reuse cuci mesin, menghemat ~26.000 m³/tahun air segar (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Ringkasan angka kunci

• AOP: dekolorisasi >90% dan penurunan COD tinggi dalam hitungan menit–jam (www.researchgate.net; www.mdpi.com).
• NF/RO: penolakan pewarna >95% (NF ~94–97%, RO ~98–100%) dan permeat cocok untuk reuse (pmc.ncbi.nlm.nih.gov; ijtech.eng.ui.ac.id).
• Fouling: kehilangan fluks 20–40% bahkan setelah cleaning; pretreatment (koagulasi+filtrasi+UF) menurunkan beban partikel >90% dan memulihkan kapasitas (www.scielo.org.za; pmc.ncbi.nlm.nih.gov; www.scielo.org.za).

Konteks standar dan studi terkait

Tinjauan peer-reviewed dan studi pilot yang dirujuk di atas menjadi landasan integrasi AOP dan sistem membran di instalasi pengolahan limbah tekstil. Untuk perspektif kebijakan dan keselarasan dengan standar lingkungan Indonesia, lihat pula publikasi berikut (www.researchgate.net).

Baca juga: Pengolahan Limbah Secara Kimia

Referensi

Patil, A.D., Raut, P.D. (2014). Treatment of textile wastewater by Fenton’s process as an advanced oxidation process. IOSR J. Environ. Sci. Toxicol. Food Technol. 8(10):29–32 (www.researchgate.net).

Zou, Y., Lam, J.Y., Hein, E.W., Zhou, D. (2021). Treatment of Textile Wastewater Using Advanced Oxidation Processes — A Critical Review. Water 13(24):3515. DOI:10.3390/w13243515 (www.mdpi.com; www.mdpi.com; www.mdpi.com; www.mdpi.com).

Chollom, M.N., Rathilal, S., Pillay, V.L., Alfa, D. (2015). The applicability of nanofiltration for the treatment and reuse of textile reactive dye effluent. Water SA, 41(3):501–510. DOI:10.4314/wsa.v41i3.12 (www.scielo.org.za; www.scielo.org.za; www.scielo.org.za).

Ćurić, I., Dolar, D. (2022). Investigation of Pretreatment of Textile Wastewater for Membrane Processes and Reuse for Washing Dyeing Machines. Membranes 12(5):449. DOI:10.3390/membranes12050449 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov; pmc.ncbi.nlm.nih.gov; pmc.ncbi.nlm.nih.gov; pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Istirokhatun, T., Susanto, H., Budihardjo, M.A., Septiyani, E., Wibowo, A.R., Karamah, E.F. (2021). Treatment of Batik Industry Wastewater Plant Effluent using Nanofiltration. Int. J. Technology 12(4):770–780. DOI:10.14716/ijtech.v12i4.4645 (ijtech.eng.ui.ac.id).

Abid, M.F., Zablouk, M.A., Abid-Alameer, A.-M. (2012). Experimental study of dye removal from industrial wastewater by NF and RO. Iran. J. Environ. Health Sci. Eng. 9:17. DOI:10.1186/1735-2746-9-17 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Angi, J.C.W., Al Mukarramah, N.H., Maskun, M. (2025). Mitigating water depletion through wastewater management law in Indonesia’s textile sector: Evaluating compliance and alignment with national environmental standards. BIO Web of Conf. 155:06017. DOI:10.1051/bioconf/202515506017 (www.researchgate.net).