Air buangan cooling tower (blowdown) yang biasanya terbuang 20–30% bisa dipulihkan hingga >90% dan dipakai ulang, menekan konsumsi air segar dan beban pembuangan. Kuncinya: pH conditioning, presipitasi Zn–fosfat, pemisahan padatan, lalu polishing membran.
Di pabrik pupuk, cooling tower menelan porsi terbesar air proses — dan tiap liter yang menguap meninggalkan garam terlarut menumpuk dalam sirkulasi. Hasilnya adalah blowdown (purge water; pembuangan sebagian sirkulasi untuk kendali konsentrasi) dengan TDS (total dissolved solids) sering kali >1.000–1.300 mg/L [mdpi.com]. Di satu studi blowdown pabrik urea, kandungan Zn ~1,2 mg/L dan PO4³⁻ ~6,6 mg/L (akibat program inhibitor seng‑fosfat), bersama ratusan mg/L Ca²⁺, Mg²⁺, dan garam lain [mdpi.com].
Secara global, sekitar 70% air industri dipakai di sistem pendingin, jadi pengurangan blowdown atau reuse sekecil apa pun berdampak besar [researchgate.net]. Mengoperasikan tower pada siklus konsentrasi (cycles of concentration; rasio konsentrasi garam di sirkulasi terhadap make‑up) yang tinggi memang menghemat air, tetapi menaikkan kekuatan ionik (hardness, silika, klorida) dan risiko scaling [araner.com] [araner.com].
Desain Pengolahan Blowdown Batubara agar Lolos Baku Mutu Indonesia
Profil blowdown dan beban volume
Dalam praktik, siklus 3–5 berarti 20–30% make‑up cooling tower akan terbuang sebagai blowdown. Pada 5× cycles, sekitar 20% air masuk berubah jadi blowdown. Artinya, tower 100 m³/jam bisa menghasilkan ~20 m³/jam air limbah yang wajib diolah atau dibuang dengan aman.
Di tengah kelangkaan air yang meningkat — Bali dilaporkan mengalami “serious water shortage” yang memaksa inisiatif reuse [mdpi.com] — memutar balik blowdown menjadi sumber make‑up internal jadi langkah yang bukan hanya ramah lingkungan, tapi juga ekonomis.
Standar regulasi dan implikasi desain
Regulasi Indonesia untuk pabrik pupuk (KEP‑51/MENLH/1995 Lamp. A.X) menitikberatkan polutan konvensional: BOD5 ≤100 mg/L, COD ≤250 mg/L, TSS ≤100 mg/L, Oil & Grease ≤250 mg/L, NH3–N ≤500 mg/L, dan pH 6,0–9,0 [mukhamad‑yusuf‑sakaki.blogspot.com]. Tidak ada batas untuk Zn atau PO4 pada standar itu. Sebaliknya, banyak pedoman internasional mengontrol fosfor; tipikal baku buang industri berada pada kisaran 0,5–2 mg/L P (untuk mencegah eutrofikasi).
Konsekuensinya, demi target reuse yang ketat atau rezim baku mutu lebih ketat, Zn dan fosfat dari inhibitor korosi harus disisihkan. Risiko scaling pada siklus tinggi juga mengemuka [araner.com] [araner.com].
Skema pengolahan: pH conditioning dan presipitasi target
Langkah awal adalah penyesuaian pH (pH adjustment; pengaturan keasaman/alkalinitas). Jika pH blowdown >~9 (lazim pada program fosfat), tambahkan asam mineral seperti H2SO4; jika <~7, tambahkan kaustik (NaOH) untuk mencapai ~8–9, kondisi optimal presipitasi. Setelah proses yang menaikkan pH seperti penambahan kapur, lakukan netralisasi akhir agar pH 6,0–9,0 sesuai baku mutu Indonesia [mukhamad‑yusuf‑sakaki.blogspot.com]. Dosis kimia yang presisi lazim didorong oleh dosing pump akurat.
Pada tahap presipitasi logam/fosfat, kapur Ca(OH)2 dapat mempresipitasi Ca3(PO4)2 dan Zn(OH)2 pada pH ~9, sekaligus mengelola kecenderungan scale karbonat bila alkalinitas tinggi. Alternatifnya, koagulan berbasis ferric/aluminium (mis. FeCl3 atau Al2(SO4)3) ditambah polimer membentuk flok yang menangkap PO4 dan Zn. Uji laboratorium menunjukkan metode ini mampu mengangkat garam pengerak skala, zinc, dan fosfat hingga ~80–95% tergantung dosis [researchgate.net] [researchgate.net]. Electrocoagulation (EC; koagulasi listrik dengan elektroda Fe/Al yang “terkorbankan”) bahkan dilaporkan sebagai satu‑satunya teknologi yang mengeliminasi Zn dan fosfat dari blowdown [mdpi.com]. Dalam praktik, reaktor ko‑presipitasi berbasis kapur atau ferric diikuti flokulasi/polimer lazim menurunkan PO4 >80–90% dan Zn >90%. Untuk kendali agregasi/penyisihan flok, penggunaan coagulants dan flocculants industri menjadi standar.
Pemisahan padatan dan filtrasi lanjutan
Padatan hasil presipitasi (hidroksida, fosfat, karbonat) disisihkan melalui clarifier pengendap atau high‑rate clarifier seperti DAF (dissolved air flotation). Opsi konvensional seperti clarifier pengendapan dan high‑rate seperti DAF sering dipadukan. Sistem ballasted sand flocculation (BSF) juga terbukti mengurangi total fosfor, TSS, besi, zinc, dan lain‑lain pada aliran cooling water [mdpi.com]. Air jernih kemudian dipoles lewat filtrasi media untuk sisa TSS, misalnya media sand silica dan anthracite, serta cartridge filter untuk partikel halus.
Pada demonstrasi industri, kombinasi presipitasi + RO menghasilkan “salt pellets” kering >95% padatan yang tidak perlu dewatering tambahan — memangkas drastis volume residu [watertechonline.com].
Solusi Keramik–High-Chrome untuk Pangkas Downtime Slurry Pumpin
Polishing membran dan pemulihan tinggi
Untuk kualitas reuse yang lebih tinggi, sistem membran dua langkah seperti NF (nanofiltration; membran yang mengurangi hardness pada tekanan lebih rendah dari RO) atau RO (reverse osmosis) dapat mengangkat sisa TDS dan ion jejak. Implementasi praktisnya mencakup nano‑filtration sebagai pre‑polishing dan RO brackish untuk penurunan TDS lebih jauh. Sistem hibrida kompleks — EC + RO + membrane distillation — telah dilaporkan melampaui 90% recovery.
Di Chile, pilot single‑pass RO dengan fluidized‑bed crystallizer terintegrasi (IDE MAX H2O Desalter) mengolah 48 m³/hari blowdown dengan 96% recovery; permeate memenuhi spesifikasi cooling water dan dipakai kembali sebagai make‑up [watertechonline.com] [watertechonline.com]. Studi industri menyebut RO konvensional dibatasi scaling (CaCO3, gipsum, silika) sehingga recovery ~50–60%, tetapi integrasi RO + presipitasi bisa menembus >90% recovery [watertechonline.com] [watertechonline.com].
Selepas RO, rangkaian ion exchange (penukar ion; resin kation/anion) dapat memoles hardness atau logam jejak bila dibutuhkan kualitas setara umpan boiler/hidrokarbon. Opsi umum meliputi paket ion exchange dan sistem demineralizer atau mixed‑bed. Untuk reuse cooling, permeate RO umumnya cukup setelah penyesuaian pH dan biocide. Contoh kinerja: outlet silika <10 mg/L dan fosfat residual ~0,7 mg/L pada salah satu instalasi RO + polishing industri [watertechonline.com] [watertechonline.com]. Pada akhir sistem, pH dikondisikan ke 6–9 sesuai baku mutu Indonesia [mukhamad‑yusuf‑sakaki.blogspot.com].
Peluang reuse di seluruh pabrik
Reuse paling langsung adalah sebagai make‑up cooling tower — menutup loop agar air “limbah” kembali menjadi sumber proses. Pada pilot Chile tadi, 96% blowdown dipulihkan dan dialirkan kembali sebagai make‑up [watertechonline.com] [watertechonline.com]. Demonstrasi lain di pembangkit mencatat 93,5% recovery selama 60 hari operasi [watertechonline.com]. “Modern treatment enables the recycling of the treated blowdown back into the cooling tower as high‑quality make‑up water,” yang “dramatically reduces the consumption of both blowdown and make‑up water” [watertechonline.com].
Lebih jauh, jika diturunkan hingga mendekati demin level (melalui RO dan/atau pertukaran ion), air bisa dipakai sebagai umpan boiler atau air pengencer proses. Bahkan reuse untuk kebutuhan non‑kritis (cuci peralatan, fire water, pendinginan sistem non‑sensitif) sudah menekan konsumsi air segar. Peningkatan cycles dari ~2 ke nilai lebih tinggi juga menjadi mungkin dengan reuse blowdown, yang pada sejumlah proyek membebaskan pasokan air tambahan untuk ekspansi [watertechonline.com] [araner.com].
Real-Time Analyzer untuk Stabilkan Kualitas & Naikkan Yield Prep Plant
Ringkasan dampak dan angka penghematan
Skema terpadu — pH adjustment + presipitasi kimia Zn/fosfat + pemisahan padatan + polishing — secara konsisten menurunkan Zn dan PO4 ~95% atau lebih, dan menghasilkan air olahan yang layak reuse. Contoh industri memperlihatkan recovery >90% tercapai [watertechonline.com] [watertechonline.com], yang secara langsung memotong pembelian air segar dan biaya pembuangan. Ilustrasi: memulihkan 95% dari blowdown 500 m³/jam menghemat ~475 m³/jam air yang sebelumnya hilang.
Dalam konteks kelangkaan air di Indonesia — Bali dilaporkan mengalami “serious water shortage” [mdpi.com] — pengolahan sekaligus daur ulang blowdown cooling tower bukan sekadar patuh dan higienis, tetapi juga langkah bisnis yang kuat.
Sumber data dan rujukan: ulasan dan studi kasus pengolahan blowdown cooling water [mdpi.com] [mdpi.com] [watertechonline.com] [watertechonline.com] [araner.com] [araner.com] serta standar baku mutu Indonesia [mukhamad‑yusuf‑sakaki.blogspot.com]. Detail teknis spesifik (angka kontaminan, efisiensi removal, dan capaian reuse) tercantum di tautan‑tautan tersebut, termasuk kinerja kualitas permeate [watertechonline.com].
