Di pabrik tekstil, limbah berwarna yang datang “by batch” membuat aliran, pH, dan beban polutan naik‑turun tajam. Resep teknis yang konsisten muncul dari literatur: sebuah equalization basin (EQ) yang benar‑benar mem-buffer aliran, lalu tahap biologis aerobik untuk mengoksidasi beban organik. Untuk arus berkekuatan sangat tinggi, pra‑perlakuan anaerobik bisa mengubah ekonomi plant secara drastis.

Data lapangan Indonesia menguatkan urgensi pra‑kondisi ini: satu kasus batik mencatat pH≈8,7 dengan BOD ~715 mg/L dan COD ~3.769 mg/L; aliran seperti ini terlebih dulu di‑equalize dan dinetralkan sebelum tahap biologis (repository.ub.ac.id).

baca juga: Boiler Cleaning Chemicals

Equalization dan buffer pH terdampak beban

Tekstil sering melepas efluen pencelupan/pembilasan secara batch dengan ayunan besar pada aliran, pH, dan beban. Karena itu, basin EQ krusial untuk “meredam” puncak dan memberi umpan stabil ke tahap biologis. Pedoman desain merekomendasikan hingga 24 jam detention atau volume setara debit harian sebelum biologis (nepis.epa.gov) (mis. 920 m³/hari untuk plant ukuran menengah; www.mdpi.com). Dalam praktik, 6–12 jam lazim, tetapi fluktuasi lebar (mis. pembuangan intermiten) bisa menuntut simpanan lebih lama.

Bak EQ wajib teraduk dan teraerasi untuk mencegah stratifikasi atau kondisi anaerobik (nepis.epa.gov). Aerasi/pengadukan juga membantu men-strip lonjakan H₂S atau amonia dan memberi ruang netralisasi (mandi proses di pabrik sering sangat alkalis atau asam). Pengendalian pH praktis dilakukan dengan injeksi asam/basa melalui pompa dosis seperti dosing pump, sementara mixer/blower masuk kategori peralatan pendukung. Singkatnya, EQ tank berukuran debit harian dan HRT (hydraulic retention time/waktu tinggal hidraulik) ~6–24 jam dengan kontrol pH akan menghaluskan gangguan dan meningkatkan kinerja tahap hilir (nepis.epa.gov; nepis.epa.gov).

Reaktor biologis aerob: CAS vs MBBR

Setelah equalization, efluen masuk ke reaktor aerobik yang tangguh. CAS (conventional activated sludge/aktivasi lumpur) adalah klasik; MBBR (moving‑bed biofilm reactor/reaktor biofilm bergerak) makin disukai untuk beban tinggi atau lahan terbatas. Keduanya menargetkan oksidasi beban organik (BOD/COD). Secara empiris, keduanya mencapai ~80–90% penghilangan organik pada efluen tekstil tipikal, tetapi MBBR sering melakukannya di loading lebih tinggi dan jejak yang lebih kecil.

Pada pilot dengan influen COD ≈2.000 mg/L, CAS (HRT 2 hari) mencapai 83% penghilangan COD (efluen ~350 mg/L) (www.mdpi.com). MBBR (30% carrier fill, HRT 1 hari) menghilangkan 82% COD (turun ke ~179 mg/L) pada beban organik dua kali lipat (2,0 vs 1,0 kgCOD/m³·hari) (www.mdpi.com). Dalam uji lain, MBBR menghilangkan 86% COD dan ~50% warna dari efluen pewarna nyata (www.mdpi.com). Pada praktiknya, target tipikal pasca‑aerob adalah COD ~100–200 mg/L (masih di atas batas paling ketat; lihat bagian kepatuhan di bawah).

Keunggulan MBBR dibanding CAS adalah pemangkasan volume reaktor dan CAPEX secara dramatis. Dalam studi yang sama, MBBR butuh separuh HRT CAS untuk capaian COD setara (www.mdpi.com), dengan CAPEX ~30% dari sistem CAS (hemat ~68%) karena tangki lebih kecil dan tanpa clarifier (www.mdpi.com). OPEX juga lebih rendah: MBBR mengonsumsi kira‑kira setengah listrik plant CAS (daya blower skala waktu aerasi) dan jauh lebih sedikit bahan kimia dekolorisasi (www.mdpi.com). Analisis itu mencatat CAS ~0,55 €/m³ (terutama biaya dekolorisasi) sedangkan MBBR ~0,26 €/m³ pada listrik (www.mdpi.com). MBBR juga menghasilkan lumpur limbah lebih sedikit (biofilm melekat) dan lebih stabil terhadap ayunan beban. Implementasi MBBR praktis tersedia sebagai paket seperti moving-bed bioreactors; untuk CAS tersedia activated sludge.

CAS tetap sederhana secara konsep dan bisa berbiaya awal lebih rendah jika lahan lapang, tetapi butuh tanki lebih panjang dan lumpur lebih banyak. Efisiensi penghilangan warna umumnya lemah: studi melaporkan CAS hanya ~55% warna residu, versus ~61% pada MBBR dalam kondisi serupa (www.mdpi.com). Dalam praktik, keduanya sering memerlukan tahap tersier (mis. adsorben atau oksidasi) untuk memenuhi limit warna; studi menambahkan dekolorisasi eksternal untuk patok 200 Pt‑Co: CAS butuh 200 mg/L bahan kimia versus 100 mg/L pada MBBR (www.mdpi.com).

Rangkuman kinerja: untuk influen ~1.500–2.000 mg/L COD, satu tahap aerobik yang dirancang baik umumnya menghasilkan efluen COD ~100–200 mg/L dan BOD berkurang ~80–90%. TSS (total suspended solids/total padatan tersuspensi) banyak tersisihkan; satu studi melihat CAS ~66% TSS vs 78% pada MBBR (MBR/membrane bioreactor bisa ~99%) (www.mdpi.com). Penghilangan warna aerobik biasanya hanya sebagian (50–80%) (www.mdpi.com), sehingga polishing ekstra sering diperlukan. Untuk integrasi membran dengan biologi, opsi seperti membrane bio-reactors relevan saat menargetkan TSS sangat rendah.

baca juga: 

Pengertian dan Pengaruh TDS dan TSS Terhadap Kualitas Air

Pra‑perlakuan anaerobik untuk arus sangat pekat

Jika beban sangat berat (COD ribuan mg/L, rasio BOD/COD rendah, atau minyak/lemak tinggi), tahap awal anaerobik dapat sangat membantu. Anaerobic digestion (mis. UASB/Upflow Anaerobic Sludge Blanket, EGSB/Expanded Granular Sludge Bed, atau anaerobic MBBR) unggul pada beban organik tinggi: studi melaporkan 60–90% penghilangan COD dan penurunan warna substansial. Contoh: Wijetunga et al. (2008) mengolah “real textile wastewater” dalam UASB dan mencatat >90% penghilangan COD dan ~92% warna secara murni anaerob (www.researchgate.net). Tanpa ko‑substrat tambahan, lumpur granular anaerob membentuk bakteri teraklimasi yang menyerang azo dyes dan organik lain. Sebuah hybrid UASB skala bench dengan HRT 48 jam menurunkan COD ~90% (BOD650→50 mg/L) pada efluen tekstil kuat (www.researchgate.net).

Secara praktik, UASB tekstil tipikal beroperasi HRT=1–3 hari, OLR (organic loading rate/laju beban organik) hingga 5–10 kgCOD/m³·hari, menghilangkan sekitar 60–80% COD influen (tergantung jenis pewarna) sambil menghasilkan biogas. Pra‑anaerobik sangat menarik di iklim tropis (hangat Indonesia), di mana teknologi UASB sudah matang (mis. dipakai untuk palm oil mill effluent, limbah pabrik bir, dll.). Ini memangkas beban ke unit aerobik hilir: jika 60–80% COD hilang anaerobik, basin aerasi bisa jauh lebih kecil. Contoh, mencerna 3.769 mg/L COD ke ~300–500 mg/L sebelum aerasi (hasil yang masuk akal) akan menurunkan kebutuhan udara dan ukuran reaktor ~70–80%. Batasannya: fragmen pewarna refrakter (mis. aromatik amina) mungkin tetap perlu oksidasi aerob atau perlakuan tambahan, dan start‑up bisa lambat. Pendekatan ini paling tepat saat COD influen melewati ~1–2 g/L—dalam contoh batik (COD ~3,8 g/L) tahap anaerobik beralasan. Untuk paket holistik, kategori sistem pencernaan biologis mencakup konfigurasi anaerob dan aerob.

Patok desain, capaian, dan kepatuhan

Desain yang robust dan fleksibel untuk efluen tekstil berwarna pekat dimulai dari basin equalization ber‑buffer (HRT 6–24 jam, teraduk/ternetralisasi) lalu reaktor aerobik berukuran memadai. Untuk sebagian besar kasus, reaktor biofilm (MBBR) direkomendasikan: mis. HRT ~1–2 hari, 50–100 m³ volume per 100 m³/hari debit (disetel berdasar beban), yang menurut literatur dapat menghilangkan ~80% beban COD tinggi (www.mdpi.com; www.mdpi.com). Sistem sebaiknya modular sehingga tahap anaerob (mis. UASB 24–48 jam) dapat disisipkan di depan jika beban mentah mendekati beberapa gram per liter; pre‑digester ini bisa memangkas COD 60–90% sekaligus menghasilkan biogas (www.researchgate.net), memperbaiki performa keseluruhan. Semua keputusan (ukuran tanki, rasio isi carrier, energi aerasi, dll.) harus dipandu data pilot atau kurva engineering spesifik efluen.

Target kinerja perlu mengacu ke baku mutu Indonesia. KLHK Permen 5/2014 (diubah P.16/2019) menetapkan batas sekitar BOD₅ 35–60 mg/L, COD 115–150 mg/L, TSS 30–50 mg/L, warna (Pt‑Co) 200 (nilai bervariasi menurut skala pabrik) (it.scribd.com). Tahap aerob yang dioperasikan baik umumnya mendekati batas bawah BOD/COD. Dalam studi yang dikutip, MBBR satu tahap meninggalkan COD ≈179 mg/L (www.mdpi.com), sedikit di atas limit 115 mg/L untuk plant besar, sehingga memenuhi standar terketat mungkin perlu menambah HRT atau menambahkan tahap filter/membran polishing. Untuk dekolorisasi kimiawi, bahan kimia eksternal pada studi tadi berbeda kebutuhannya antara proses (CAS 200 mg/L vs MBBR 100 mg/L; www.mdpi.com), yang merefleksikan kinerja dasar MBBR yang lebih baik. Pada konteks bahan kimia penjernihan, kategori umum seperti coagulants relevan saat merancang langkah tersier, sambil tetap mengacu pada data efluen aktual.

Kesimpulannya, strategi ini menyeimbangkan kinerja teruji (80–90% penghilangan organik, 50–90% pengurangan warna) dengan pertimbangan biaya/energi (CAPEX/OPEX MBBR yang lebih rendah dan potensi kredit metana dari tahap anaerobik) serta memastikan konsentrasi pasca‑treatment mendekati atau memenuhi patok regulasi (www.mdpi.com; it.scribd.com). Media biofilm dengan luas permukaan tinggi seperti honeycomb bio media dapat dimanfaatkan saat menata MBBR ber-HRT 1–2 hari untuk jejak fisik yang kompak.

Baca juga: Pengolahan Limbah Secara Kimia

Catatan sumber dan istilah

Data dan angka berasal dari studi peer‑review dan pedoman: Yang et al. (2020) membandingkan CAS, MBBR, dan MBR pada limbah tekstil nyata dan melaporkan penghilangan COD ~83% (CAS) vs ~82% (MBBR) (www.mdpi.com), plus ekonominya (CAPEX MBBR ~68% lebih rendah dari CAS; www.mdpi.com). Wijetunga et al. (2008) menunjukkan >90% penghilangan COD dan warna pada UASB yang mengolah limbah tekstil (www.researchgate.net). Standar Indonesia (Permen 5/2014 & P.16/2019) menetapkan batas COD/BOD (mis. COD 115–150 mg/L) (it.scribd.com). Pedoman EPA menekankan equalization (hingga 24 jam) untuk mitigasi shock load (nepis.epa.gov; nepis.epa.gov).