Industri migas memproduksi 250 juta barel/hari produced water—banyak yang masih dibuang minim pengolahan. Perbandingan head‑to‑head: hydrocyclone dan induced gas flotation vs ultrafiltrasi, nanofiltrasi, hingga RO demi target reuse dan injeksi.
Setiap hari, sekitar 250 juta barel (≈39 juta m³/hari) air terproduksi (produced water: air yang ikut keluar bersama hidrokarbon saat produksi) mengalir dari sumur—sekitar 80% dari seluruh limbah air di lapangan migas (www.mdpi.com). Lebih dari 40% di antaranya masih dibuang dengan pengolahan minimal (www.mdpi.com), memicu regulasi ketat—misalnya US EPA membatasi oil/grease rata‑rata bulanan di 29 mg/L (www.mdpi.com).
Di Indonesia, pembuangan onshore wajib memenuhi baku mutu (Permen LH 04/2007) untuk organik dan COD (Chemical Oxygen Demand—indikator beban organik) (www.ipa.or.id). Semakin tua lapangan, water injection dipakai untuk menjaga tekanan; artinya, mengolah produced water hingga kualitas reuse—misalnya untuk injeksi atau pemakaian proses—menghemat air baku sekaligus menghindari beban pembuangan.
Pemisahan awal gravitasi dan hydrocyclone
Skema konvensional memulai dari pemisahan bulk oil via gravitasi (API separator/degasser) dan koaleser, lalu menghilangkan tetes minyak kecil dengan hydrocyclone—alat berbasis gaya sentrifugal yang memisahkan droplet/partikel berdasarkan densitas (www.mdpi.com). Hydrocyclone hemat ruang, tanpa bahan kimia, dan lazim mencapai efisiensi 70–90% di lapangan. Contohnya, desain single‑inlet mencatat 73,7–88,5% pada 0,5–1,0 m³/jam, sementara dual‑inlet 82,3–93,6% pada aliran sama (www.mdpi.com).
Dari praktiknya, umpan ratusan mg/L bisa turun ke kisaran puluhan mg/L—misalnya 100 mg/L menjadi ~10–30 mg/L. Namun ada “cut size”: oil teremulsi sangat halus (<~1 µm) kerap lolos, sehingga minyak‑dalam‑air (oil in water/OIW) effluent masih 10–100 mg/L.
Pada tahapan paling awal, unit physical separation primer bisa membantu menahan padatan dan serpihan sebelum hydrocyclone, menjaga operasi stabil tanpa menambah klaim kinerja di luar skema ini.
Baca juga:
Kondensat Sterilizer Sawit: Limbah Panas yang Bisa Diubah Jadi CPO dan Penghematan Energi
Induced Gas Flotation sebagai polishing
Induced Gas Flotation (IGF—flotasi gas terinduksi) menginjeksikan gelembung gas halus—umumnya N₂ untuk aplikasi offshore—yang menempel ke droplet minyak dan mengapungkannya untuk diskim (pemtec.org). Dengan koagulasi, IGF dapat mencapai penghilangan minyak >99%: emulsi ~334–484 mg/L turun menjadi <1 mg/L di air olahan (pubs.acs.org).
Tanpa bahan kimia pun, operasi IGF moderat (tekanan saturasi 3,5 bar) melaporkan effluent <30 mg/L—cukup untuk banyak limit pembuangan offshore (pubs.acs.org). Dalam praktik, IGF yang didesain baik memangkas OIW dari puluhan ppm ke “low tens” dan sering dipilih saat “kualitas outlet tinggi” dibutuhkan (pemtec.org). Kekurangannya: kontrol generasi gelembung yang presisi, kebutuhan flocculant, plus ongkos gas dan bahan kimia. Unit flotasi seperti DAF lazim dipakai untuk layanan serupa penghilangan minyak/SS pada air industri.
Penambahan koagulan dapat dikelola akurat menggunakan dosing pump. Untuk membentuk flok yang stabil, operator sering memasukkan flocculant sesuai desain proses, selaras dengan penggambaran efisiensi IGF di atas tanpa mengubah angka acuannya.
Filtrasi membran mikro dan ultra
Membran mikro/ultra (MF/UF—penyaringan pori ~0,1–0,01 µm) menghadang minyak terdispersi/koloid dan padatan halus. Studi bench menunjukkan penolakan minyak sangat tinggi: membran UF polisulfon (PSf) berpori 0,17 µm menghilangkan ~98% minyak dari air sintetis 100 mg/L (tersisa ~2 mg/L di permeat) (www.scielo.br). Pada 400 mg/L, penolakannya ~97% (sekitar 10 mg/L keluar) (www.scielo.br).
Studi lain menunjukkan membran PSf/PVP terbaik memberi ~90% oil rejection (www.scielo.br). Catatan operasi: menaikkan tekanan cross‑flow menaikkan flux, tetapi sedikit menurunkan rejection. Secara komersial, UF mampu menekan OIW residu ke beberapa ppm, dengan trade‑off modal/energi lebih tinggi dan fouling sehingga perlu pretreatment serta cleaning berkala. Pretreatment umum dapat memanfaatkan cartridge filter untuk partikel halus sebelum modul UF.
Untuk paket membran lintas aplikasi, rujukan sistem RO, NF, dan UF memberi gambaran opsi desain tanpa menambah klaim di luar data uji di atas. Saat fouling meningkat, pembersihan kimia periodik dengan membrane cleaners dipakai menjaga kinerja sesuai praktik yang disarikan di studi‑studi tersebut.
Baca juga:
Nanofiltrasi/Reverse Osmosis untuk reuse
Nanofiltrasi/Reverse Osmosis (NF/RO—membran tekanan tinggi yang juga menolak garam dan organik terlarut massa molekul rendah) mendorong kualitas hingga sangat jernih. RO pada dasarnya “zero‑pore” dan dapat menghilangkan >99% minyak residu serta nyaris seluruh garam; teknologi ini luas dipakai pada air laut dan semakin sering untuk produced water berkualitas tinggi (www.scielo.br).
Namun, salinitas dan organik tinggi pada produced water menuntut pre‑filtration sangat efektif—MF/UF/ion exchange—untuk mencegah fouling cepat. Opsi ion exchange kerap menjadi bagian pretreatment tersebut, sejalan dengan anjuran “MF/UF/ion exchange” di atas. Pada penerapannya, NF dan RO air payau membuka peluang reuse yang tak terjangkau metode konvensional.
Kualitas effluent dan spesifikasi injeksi
Di sistem konvensional multi‑tahap (gravitasi + hydrocyclone + IGF), OIW akhir lazim berada di 10–50 mg/L—tergantung kualitas umpan (pubs.acs.org) (www.mdpi.com). Level ini umumnya memenuhi pembuangan (mis. EPA 29 mg/L rata‑rata bulanan), tetapi marginal untuk injeksi.
Polishing membran mampu menurunkan OIW sekitar satu orde besaran. Sebuah tahap UF menghasilkan air dengan ~2–10 mg/L minyak (www.scielo.br). Banyak desain menaruh UF/MF sebelum RO, menghasilkan air nyaris bebas minyak (organik sub‑ppm) untuk penggunaan paling kritis. Dalam satu studi, UF pada umpan 100–400 mg/L (membran PSf berpori) memberi OIW <10 mg/L pada 100 kPa (www.scielo.br).
Target reuse untuk reinjeksi reservoar sangat ketat: biasanya <2–5 mg/L minyak, <5 mg/L padatan, bebas oksigen, dan diberi biocide untuk menekan pertumbuhan mikroba. Bahkan jejak minyak atau partikel dapat menyumbat pori. Dengan demikian, separator/IGF saja umumnya tidak cukup—diperlukan tahapan polishing. Pengendalian mikrobiologi sesuai kebutuhan dapat dibantu oleh biocides tanpa mengubah spesifikasi numerik yang ditetapkan studi.
Aturan pembuangan onshore Indonesia (Permen LH 04/2007) sudah menuntut limit oil/grease dan COD yang lebih bersih (www.ipa.or.id). Air yang diolah membran mudah memenuhi/melampaui limit tersebut: kombinasi UF/RO menghasilkan minyak jauh di bawah 5 mg/L. (Sebagai pembanding, limit pembuangan offshore EPA ~30 mg/L O&G (www.mdpi.com).)
Baca juga: Pengolahan Air Secara Fisika
Desain train dan konteks Indonesia
Singkatnya, untuk reuse produced water demi injeksi, sebagian besar train kini menggabungkan de‑oiling awal dengan membran. Biaya memang lebih tinggi, namun imbalnya besar: uji lapangan Persada di Indonesia menunjukkan reinjeksi produced water terolah dapat memperpanjang umur reservoir sekaligus mengurangi impor air baku.
Sejalan dengan itu, studi merekomendasikan integrasi membran dengan sistem konvensional—contohnya, uji di beberapa lapangan Indonesia mengombinasikan UF dan nanofiltrasi dan berhasil melakukan reinjeksi dengan kadar minyak <1 mg/L (memenuhi standar reservoir yang ketat). Untuk perangkat keras membran, opsi membran RO/Uf dari pemasok seperti Toray atau Filmtec tersedia sebagai referensi komersial tanpa mengubah temuan efikasi yang dikutip studi.
Baca juga:
Mengapa Sterilizer Horizontal & Kontrol Otomatis PLC/SCADA Jadi Pilihan Utama di Pabrik Kelapa Sawit
Ukuran pasar dan arah teknologi
Pasar global pengolahan produced water bernilai sekitar US$7,5 miliar pada 2022 dan diproyeksikan tumbuh ~6% per tahun menjadi ~US$13,7 miliar pada 2032 (www.globenewswire.com). Porsi separasi fisik (hydrocyclone, IGF) masih dominan, tetapi teknologi lanjutan (membran, unit biologis) tumbuh paling cepat.
Dalam konteks Indonesia—lapangan menua dan keterbatasan air baku—reuse produced water menjadi strategi penting. Rangkaian desain praktis sering memadukan tahap awal dengan permembranan yang telah diuraikan di atas untuk mencapai spesifikasi injeksi.
Rangkuman: separasi konvensional (gravitasi, hydrocyclone, flotasi) efisien membuang bulk oil dan padatan, biasanya menghasilkan OIW puluhan mg/L (www.mdpi.com) (pubs.acs.org). Proses membran (UF/RO) menjadi tahap “polish” yang mendorong penghilangan minyak hingga high‑90s% dan menghasilkan air mendekati grade injeksi (OIW satuan mg/L rendah) (www.scielo.br). Pilihan akhir bergantung pada tujuan: untuk pembuangan lingkungan, metode tradisional mencukupi; untuk reuse/injeksi, sistem berbasis membran kian diperlukan.
Semua angka dan tren bersumber dari tinjauan dan studi berikut: (www.mdpi.com) (www.mdpi.com) (pubs.acs.org) (www.scielo.br) (www.scielo.br) (www.ipa.or.id) (www.globenewswire.com).
