Bottling/canning di brewery memicu lonjakan COD 2.000–10.000 mg/L, BOD₅ 1.200–3.600 mg/L, plus ayunan pH dari ≈3 ke ≈12. Pra‑perlakuan berbasis screening → equalization → penyesuaian pH → koagulasi/flokulasi memangkas TSS ~80–90% dan COD 30–60% sebelum IPAL utama.
Bagi ruang packaging hall, tumpahan bir, bilasan cleaning/CIP (clean in place), dan serpihan fisik berpadu menjadi satu: campuran organik tinggi dan debris. Literatur industri melaporkan total COD (chemical oxygen demand—indikasi beban organik) biasanya 2.000–10.000 mg/L dan BOD₅ (biochemical oxygen demand 5 hari) 1.200–3.600 mg/L pada efluen brewery mentah mdpi.com. Siklus sanitasi CIP mendorong pH bergeser ekstrem—fase asam bisa turun ke pH≈3 dan basa naik ke pH≈12 mdpi.com mdpi.com.
Satu survei industri bahkan mencatat efluen bottle‑washer pH 10,0–11,4 dengan BOD ratusan (380–660 mg/L) dan TSS (total suspended solids—padatan tersuspensi total) 160–240 mg/L nepis.epa.gov. Bandingkan dengan baku mutu Indonesia yang ketat: BOD ≤75 mg/L, COD ≤170 mg/L, TSS ≤70 mg/L, pH 6–9 fr.scribd.com. Tanpa pra‑perlakuan, lonjakan beban ini mudah melampaui kapasitas IPAL dan standar pembuangan.
Efisiensi Uap Pabrik Urea: Teknologi Hemat Energi hingga 35%
Karakteristik limbah packaging
Limbah packaging hall didominasi gula/organik dari bir tertumpah, bilasan CIP asam/basa, dan debris fisik seperti kaca pecah serta label. Rujukan mdpi.com menegaskan rentang COD 2.000–10.000 mg/L dan BOD₅ 1.200–3.600 mg/L pada efluen mentah, sementara studi nepis.epa.gov menunjukkan efluen bottle‑washer alkalis (pH 10,0–11,4) dengan BOD 380–660 mg/L dan TSS 160–240 mg/L.
Screening dan pemisahan fisik
Desain pra‑perlakuan dimulai dari bar screen kasar (jarak 10–20 mm) di drain packaging untuk menangkap kaca pecah, tutup botol, dan material besar—perlindungan awal bagi pompa dan operator. Desain pabrik minuman mutakhir bahkan mengalirkan bilasan botol melalui saringan/strainer kasar sebelum tahap berikutnya nepis.epa.gov. Solids dari screen dibersihkan rutin dan dibuang aman (mis. ke aliran limbah benda tajam/sharps).
Pada implementasi sederhana, unit seperti manual screen memadai untuk menangani debris >1 mm. Untuk beban kontinu, opsi otomatis seperti automatic screen menjaga pembuangan debris berlangsung tanpa henti. Paket waste‑water physical separation relevan untuk tahap awal ini ketika diperlukan integrasi saringan dan penghilangan material berat (grit) guna mencegah sedimentasi di tangki hilir—meski pasir/anorganik berat dari area packaging umumnya minor.
Equalization dan perataan beban
Tangki equalization (EQ) berpengaduk krusial untuk meredam lonjakan aliran/beban dari operasi batch seperti CIP dan filling mdpi.com nepis.epa.gov. Monitoring aliran di fasilitas industri/municipal menunjukkan puncak debit sekitar 1,7× debit rata‑rata nepis.epa.gov. Aturan praktis umum: waktu tinggal 4–6 jam dari debit rata‑rata; ukuran final sebaiknya mengikuti profil aliran harian yang terukur.
Tangki harus diaduk mekanis (atau diaerasi) untuk homogenisasi dan mencegah pengendapan/stratifikasi. Pengalaman lapangan menunjukkan equalization menghasilkan hidraulika dan beban polutan yang jauh lebih stabil ke unit hilir nepis.epa.gov.
Pengendalian pH terotomasi
Setelah equalization, pH disetel ke kisaran netral, target ~6,5–8,0. Limbah CIP dapat mencapai pH≈2 (akibat asam fosfat/nitrat) atau pH≈12 (NaOH), sehingga buffering wajib demi proteksi proses biologis dan efisiensi koagulasi. Kontrol pH dilakukan dengan dosing: untuk limbah ber‑pH tinggi gunakan asam encer seperti H₂SO₄; untuk ber‑pH rendah gunakan alkali (NaOH) atau kadang CO₂. Praktiknya, sejumlah brewery memakai gas CO₂ untuk menetralkan bilasan kaustik karena CO₂ membentuk asam karbonat mdpi.com. Dosis dikendalikan probe pH on‑line; efluen harus pada pH 6–9 sebelum pembuangan untuk menghindari dampak dan memenuhi regulasi mdpi.com mdpi.com. Akurasi injeksi kimia didukung perangkat seperti dosing pump untuk kontrol pH yang presisi.
Daur Ulang Air di Pabrik Pupuk: dari Limbah Jadi Makeup Cooling Tower
Koagulasi/flokulasi dan pengendapan
Selepas pH terkendali, pra‑perlakuan kimia melalui koagulasi/flokulasi efektif mereduksi padatan dan sebagian beban organik sebelum IPAL utama. Koagulan lazim meliputi ferric chloride, aluminum sulfate (alum), atau formulasi berbasis polimer seperti PAC (polyaluminium chloride). Uji jar pada efluen brewery menunjukkan dosis optimum 300–1.000 mg/L koagulan aktif ditambah ~20–100 mg/L flokulan polimerik mdpi.com. Miino dkk. melaporkan 675 mg/L PAC + 40 mg/L polimer anionik sebagai kondisi optimal di alirannya mdpi.com. Produk kimia seperti PAC dan kategori coagulants relevan untuk tahap ini, diikuti bantuan flocculants guna mempercepat pembentukan flok.
Skemanya: pencampuran cepat koagulan, dilanjutkan pengadukan lambat untuk menumbuhkan flok yang mudah mengendap, lalu pemisahan di pengendap/clarifier. Unit seperti clarifier menangkap lumpur kimia yang terbentuk sebelum efluen menuju IPAL utama.
Kinerja pengurangan terukur
Efektivitas yang diharapkan (berdasarkan studi terkini) mencakup:
- Padatan tersuspensi: sangat tinggi. Satu uji industri mencatat 86,8% penghilangan TSS oleh PAC/flokulan mdpi.com. Secara praktis, bila TSS awal beberapa ratus mg/L, efluen pasca‑koagulasi‑klarifikasi dapat turun ke bawah ~50–100 mg/L. Literatur juga menyebut kisaran umum 80–95% untuk turbidity/TSS mdpi.com mdpi.com.
- Beban organik (COD/BOD): pengurangan parsial. Koagulasi menarget koloid/partikulat pembawa COD; fraksi terlarut tetap signifikan. Penghilangan tipikal 25–60% COD. Miino dkk. hanya melihat ~26,5% COD (BOD₅ ~34%) dengan PAC mdpi.com, sementara studi lain mencapai 59–60% COD dengan kombinasi polyamine–PAC mdpi.com.
- Nutrien: fosfor (ortofosfat) kompleks dengan koagulan logam dan terambil >90% mdpi.com. Total nitrogen lebih moderat (sekitar 50% dalam uji Miino) karena dominan terlarut mdpi.com.
- pH/alkalinitas: alum/FeCl₃ cenderung menurunkan pH; koagulan alkalis (lime) menaikkannya. Karena netralisasi dilakukan di hulu, pH efluen pasca‑klarifikasi stabil di sekitar 6–7.
Contoh skenario numerik
Misalkan limbah packaging awal COD ~2.000 mg/L dan TSS ~200 mg/L. Setelah screening dan pengendapan awal, mungkin 10–20% TSS terambil. Dengan koagulasi terkontrol (PAC atau FeCl₃ + polimer), studi lab/lapangan mengindikasikan >80% penghilangan TSS—misalnya dari 200 menjadi ~40 mg/L mdpi.com mdpi.com. COD bisa turun ~30–50% (misalnya dari 2.000 ke 1.000–1.400 mg/L) mdpi.com mdpi.com. BOD₅ turun secara fraksional serupa (ke ratusan mg/L). Fosfor turun nyaris nol; pH menjadi netral.
Dibanding pembuangan mentah, ini berarti pengurangan beban substansial: tiap 100 kg/hari BOD atau COD, 30–60 kg diambil oleh pra‑perlakuan, meringankan beban IPAL dan membantu kepatuhan. Mengingat efluen akhir ke sewer harus memenuhi BOD ≤75 mg/L menurut standar Indonesia fr.scribd.com, pabrik perlu melanjutkannya dengan pengolahan biologis yang kuat untuk memoles organik tersisa.
Lumpur kimia dan pengelolaan
Pra‑perlakuan kimia menghasilkan lumpur yang harus ditangani. Pada uji industri Miino, lumpur flok mempunyai kadar padatan ~4,5–5% dan hasil ≈1,0 kg padatan kering per kg COD diambil mdpi.com. Artinya, menghilangkan 50 kg COD/hari menghasilkan ~50 kg padatan kering (sekitar 1 ton lumpur basah pada ~5% padatan). Penebalan/dewatering perlu direncanakan.
Ringkasan desain teknis
Rangkaian pra‑perlakuan khusus—screening → equalization → kontrol pH → koagulasi/flokulasi—menangkap solids besar (termasuk kaca pecah), meredam lonjakan aliran, menstabilkan pH, dan mengurangi mayoritas padatan koloid serta polutan. Data empiris menunjukkan pengurangan TSS ~80–90% serta COD 30–60% dan fosfor >90% mdpi.com mdpi.com. Hasil yang lebih stabil ini memudahkan operasi IPAL utama maupun penerimaan sewer.
Pretreatment Limbah Packaging Bir: Perisai Awal Sebelum WWTP Utama
Sumber data dan rujukan
Joyce dkk. (1977), State of the Art: Wastewater Management in the Beverage Industry, EPA‑600/2‑77‑048, US EPA nepis.epa.gov nepis.epa.gov
Miino dkk. (2025), Applied Sciences 15(6):2999, Treatment of a Real Brewery Wastewater with Coagulation and Flocculation mdpi.com mdpi.com
Shabangu dkk. (2022), Water 14(16):2495, Chemical Coagulation in South African Brewery Wastewater mdpi.com mdpi.com
Pemerintah Indonesia (1995), Keputusan MENLH 51/1995: Baku Mutu Limbah Bagi Industri Bir (Brewery Effluent Standards) fr.scribd.com
Aremanda dkk. (2020), Equilibrium J. Chem. Eng. 6(2): Brewery Effluent Treatment with Coagulants (water use stats) jurnal.uns.ac.id jurnal.uns.ac.id
Tambahan untuk equalization dan pola puncak aliran: nepis.epa.gov
