Di pabrik listrik berbasis HRSG (heat recovery steam generator), air pendingin yang bersirkulasi bukan sekadar “utility”—ia penentu langsung MW. Contohnya, satu PLTGU 550 MW mengonsumsi ~3 juta galon/hari (≈11,4×10^6 L/hari) air daur ulang; karena beban panas sangat tinggi, siklus konsentrasi hanya sanggup ~2,5× sebelum batas blowdown ≈900.000 galon/hari memaksa pembuangan demi patuh TDS/nitrit (70% overall recovery) Power Magazine. Di kasus ini, 70% air masuk didaur-ulang (≈2,1 juta galon/hari), menghemat ~2,0 juta galon/hari dari pembuangan ke lingkungan Power Magazine.

Harga dari fouling itu nyata. Pembersihan yang mengatasi kehilangan vakum 0,85″ Hg (≈15% perbaikan kebersihan tube) memulihkan 6,7 MW keluaran turbin uap—setara ≈US$1,6 juta/tahun pendapatan tambahan—dan menurunkan biaya kimia 10–20% berkat dosing yang dioptimalkan Power Magazine Power Magazine. Selapis biofilm setipis 1 mil (≈25 μm) saja dapat menaikkan approach kondensor ~3–5 °F dan menurunkan efisiensi ~0,5–1%—angka yang sejalan dengan temuan kebersihan 15% tadi Power Magazine.

Intinya: program komprehensif—campuran terkoordinasi scale inhibitor, corrosion inhibitor, dan biocide—bukan pilihan, melainkan instrumen produksi. Di sini kami merangkum rancangan berbasis data yang digunakan di pembangkit ber-beban tinggi, lengkap dengan parameter, dosis, dan hasil terukur yang dilaporkan sumber industri dan akademik.

Profil sistem dan tantangan beban panas

Pada cooling water terbuka, evaporasi mengonsentrasikan mineral dengan cepat. Setiap kenaikan satu siklus konsentrasi (cycles of concentration: perbandingan konsentrasi terlarut di sirkuit terhadap make-up) memangkas blowdown signifikan; menaikkan dari 2,5 ke 5× kira-kira “membelah dua” bleed. Sebaliknya, kerak 1–2 mm atau biofilm bisa menurunkan koefisien perpindahan panas (U) 5–15%—langsung menggerogoti output atau memaksa derate. Itulah mengapa program kimia pendingin seperti cooling tower chemicals menjadi alat produksi setara turbin.

Baca juga: Pengolahan Limbah Secara Kimia

Manajemen kualitas air dan siklus

Langkah awal: karakterisasi make-up. Kualitas air di Indonesia bervariasi; air tanah di Jawa sering >180 ppm CaCO₃ (kategori “very hard”) beta.co.id, sementara banyak sumber permukaan lebih lunak. Dengan 150 ppm Ca yang tidak diperlunak, di 10× konsentrasi potensi deposisi CaCO₃ bisa >1,5 g/L pada permukaan panas.

Operator umumnya mengendalikan siklus via blowdown berbasis konduktivitas/TDS: misalnya membatasi TDS kondensat ≤2.500–3.000 ppm; praktik lazim berkisar 3–6× untuk kekerasan sedang (50–150 mg/L) sambil mengontrol DO (dissolved oxygen), silika, dsb. Di beban tinggi, kontrol siklus yang ketat mencegah supersaturasi kilat. Di kasus pembangkit tadi, membatasi 2,5× menjaga TDS dan nitrit tetap dalam batas Power Magazine; menaikkan siklus dengan inhibitor menurunkan make-up puluhan persen—menghemat jutaan liter per hari Power Magazine.

Pengendalian bleed rutin—berbasis konduktivitas atau periodik—menjaga stabilitas kimia dan turut membuang biofoulan. Setpoint tipikal: konduktivitas ~<2.000–3.000 µS/cm (tergantung make-up), alkalinitas 50–150 ppm sebagai CaCO₃ untuk moderasi kestabilan Langelier, lalu make-up bersih mengisi kembali. Setpoint ini sebaiknya berbasis uji “kurva pelunakan” pilot (menentukan kapan CaCO₃/kerak muncul pada siklus tertentu). Saat kekerasan menanjak, pertimbangkan pelunakan parsial atau feed fosfat; pada make-up lunak, siklus bisa didorong ke 8–10×—namun memerlukan inhibitor yang tahan terhadap penggaraman.

Strategi inhibitor kerak

Target fouling: CaCO₃, sulfat, silika, dan oksida/iron hydroxide. Di pipa kondensor yang panas, banyak garam bersolubilitas terbalik (reverse solubility) dan mudah mengendap. Tanpa kontrol, kekerasan sedang pun akan berkerak di atas 2–3× siklus.

Resepnya: kombinasi threshold inhibitor (phosphonate, polimer seperti polyacrylate/polycarboxylate) dan dispersant polimer untuk menjaga partikel tetap tersuspensi. Program modern memadukan scale inhibitors dan dispersant yang kompatibel. Pada silika tinggi, inhibitor khusus silikat atau penyesuaian pH mungkin diperlukan. Studi lapangan mencatat dispersant polimer menahan padatan dari air limbah organik tinggi agar tidak memicu kerak dan endapan Power Magazine. Fosfat anorganik (ortofosfat/pyrofosfat) dipakai historis untuk sekuestrasi Ca/Mg dan pasivasi baja, tetapi dibatasi regulasi nutrien dan labil terhadap oksidator Power Magazine.

Dosis tipikal: ~5–30 mg/L bahan aktif (tepatnya ditentukan analisis air dan uji reaktor); copolymer organik kerap di 10–20 mg/L untuk 5–6× siklus. Dalam kasus yang dikutip, program “stabilized phosphate + polymer” menjaga TIP (total inorganic P) ~4–5 ppm Power Magazine. Hasil inspeksi tube pasca-instalasi menunjukkan fouling “sangat rendah”, dan siklus stabil tanpa kerak terlihat; inhibitor efektif memungkinkan peningkatan dari 2,5× menuju 5–6×—praktis membelah dua bleed—menghemat ~500–1000 m³/hari air Power Magazine.

Stabilitas kimia itu krusial. Sejumlah inhibitor terdegradasi oleh biocide pengoksidasi seperti klorin/bromin; bila teroksidasi, kerak segera muncul kembali. Rujukan teknis menegaskan “some scale inhibitors are degraded by… oxidizing biocides. If [they] degrade, the… impact will be seen by the formation of scale” QualiChem. Solusinya: pilih inhibitor tahan oksidator (mis. acrylic dispersant, polyphosphonate dengan stabilizer) atau jadwalkan “envelope dose” disinkronkan dengan feed inhibitor.

Monitoring: ukur residu inhibitor (TOC/titrasi polimer) dan ion kunci (Ca, PO₄, SiO₂). Uji “phosphate terfilter vs tak terfilter” seperti pada kasus membantu mengonfirmasi level dispersant Power Magazine. Gunakan kupon deposit di sump cooling tower yang hangat dan outlet kondensor. Pendekatan praktis lainnya: amati “approach temperature” menara; kenaikan >1–2 °F sering menandakan scaling yang under-treated—penurunan 1,5 °F tercatat setelah pembersihan Power Magazine. Untuk dosing yang akurat dan terkoordinasi, operator biasanya mengandalkan dosing pump presisi pada beberapa titik feed.

Program inhibitor korosi multilogam

Material sistem mencakup carbon steel (menara/pipa) serta paduan tembaga atau stainless pada tube kondensor. Target kinerja modern: baja <0,1 mm/tahun (≈4 mpy) dan tembaga <0,5 mm/tahun; KPI pada studi kasus ditetapkan <3 mpy (≈0,08 mm/tahun) dan tercapai konsisten Power Magazine.

Chemistry-nya: buffer basa untuk pH 8,0–8,5 (mengurangi korosi asam dan membentuk oksida pelindung di baja); inhibitor anodik seperti sodium molybdate atau nitrit (untuk tembaga), serta ortofosfat (untuk baja) yang membentuk film pasif—ortofosfat dapat di-feed (mis. NaOTP) untuk menurunkan Ca²⁺ bebas dan mendeposit film fosfat tipis pada besi Power Magazine. Inhibitor katodik seperti sodium silicate atau seng (Zn kini kerap dihindari karena regulasi) juga digunakan; di pembangkit contoh, TKPP (tetrakali pyrophosphate) difeed sebagai inhibitor katodik bersama ortofosfat Power Magazine. Tambahkan film-former organik (azole untuk tembaga; benzotriazole/filming amine untuk brass/CuNi). Paket corrosion inhibitor multilogam seperti ini lazim di-feed kontinu, sering dibagi ke beberapa titik dosing agar distribusi merata.

Catatan penting: karena sistem terbuka, oxygen scavenger tidak relevan. Feed fosfat 2–10 ppm sebagai PO₄/TIP untuk menjaga ambang saturasi di bawah ~20 ppm hardness Ca. Tambahkan molibdat (50–100 ppm Mo) bila ada amonia—membentuk film non-toksik di tembaga tanpa memunculkan nitrat berlebihan. Dengan rezim ini, korosi seragam ditekan; kupon menunjukkan “adequate corrosion inhibition” dan, pasca-optimasi, laju korosi tak pernah melampaui ~3 mpy Power Magazine Power Magazine. Kontrol umpan balik real-time bahkan memungkinkan penurunan feed inhibitor sesuai sinyal LPR (linear polarization resistance), bukan berdasar residu tetap semata Power Magazine.

baca juga: 

Pengertian dan Pengaruh TDS dan TSS Terhadap Kualitas Air

Kontrol biologis bertingkat

Sistem pendingin terbuka rawan algae, bakteri, dan jamur. Biofilm menginsulasi permukaan dan dapat memangkas perpindahan panas hingga 15%+ serta memicu MIC (microbiologically influenced corrosion). Strategi bertingkat wajib: oksidator kontinu dosis rendah, shock oksidator berkala, lalu non-oxidizing biocide penetran. Paket biocide yang robust adalah pilar ketiga setelah inhibitor kerak dan korosi.

Oksidator kontinu: hipoklorit (bleach) atau bromin dengan target residu Cl bebas ~0,2–0,5 mg/L dan ORP (oxidation-reduction potential) ~600–700 mV di basin. Di satu PLTGU, ORP ~650 mV menekan koloni, namun make-up organik/amonia tinggi dapat “menetralkan” klorin menjadi kloramin yang jauh lebih lemah; pada 40 ppm amonia, hipoklorit berubah menjadi kloramin inert Power Magazine. Karena itu, oksidator sekunder seperti chlorine dioxide (ClO₂) disarankan saat amonia tinggi—rekomendasi ini juga muncul sebagai opsi peningkatan sistem karena “biopenetrating characteristics” Power Magazine.

Shock oksidator: mingguan/dua-mingguan, naikkan Cl bebas ke 2–4 mg/L selama 1–2 jam untuk menghantam biofilm dini. Dalam studi lapangan, dua kali “shock” NaClO diikuti feed kontinu menurunkan Legionella dari 10^5,06 ke 10^1,77 CFU/L (~98% reduksi) dan menekan HPC (heterotrophic plate count) ≈1,95 log (~90% reduksi); sebaliknya, shock peroksida gagal dan justru memicu lonjakan ke 10^6,14 MDPI. Setelah optimasi, HPC akhir ≈10^2 CFU/mL (Log 1,95) MDPI—sangat ketat.

Non-oxidizer penetran: bulanan/dua bulanan, feed glutaraldehyde 5–10 ppm secara slug usai shock untuk membunuh bakteri sesil di dalam biofilm; studi juga menyebut rencana pemakaian glutaraldehyde “following the biopenetrant application” Power Magazine. Upaya bantu: kurangi cahaya (penutup sump) dan lakukan klarifikasi make-up guna memotong nutrien; mengingat P adalah pangan algae, meminimalkan fosfat di blowdown (beralih ke dispersant organik) membantu meredam blooming Chemical Processing Chemical Processing.

Target performa: regulasi Spanyol (RD865/2003) menganggap HPC ≤10.000 CFU/mL dan Legionella ≤100 CFU/L sebagai “aman” NIH/PMC. Namun Sanchis dkk. (2023) menunjukkan kasus Legionella tetap terjadi di bawah 10.000 HPC; HPC ≤100 CFU/mL lebih representatif sebagai sentinel keselamatan NIH/PMC. Praktisnya, targetkan HPC <10^3 (idealnya <10^2) CFU/mL dan Legionella tak terdeteksi—pada kasus di atas, HPC ~90 CFU/mL mengonfirmasi kontrol biologis yang baik MDPI. Inspeksi visual bulanan dan penyesuaian dosis mempertahankan konsistensi ini. Untuk eksekusi yang rapi, pelaku biasanya mengandalkan paket biocide terstandar bersama layanan pembersihan cooling tower saat fouling menumpuk.

Baca juga: 

Penerapan Sistem Biofilter dalam Pengolahan Limbah Air

Monitoring online dan kontrol berbasis kinerja

Program unggul mengikat kimia dan sensor real-time: konduktivitas (TDS), pH, ORP, dan LPR (korosi). Pada sistem “performance-based”, loop otomasi menautkan feed inhibitor/dispersant ke sinyal blowdown dan laju korosi—memangkas biaya kimia ≈US$100.000/tahun sambil tetap menjaga laju korosi di bawah KPI Power Magazine Power Magazine. ORP controller menjaga disinfeksi stabil; analitik kekeruhan dan approach menara memantau fouling. Uji manual rutin (kupon deposit, mikrobiologi) memvalidasi kondisi. Perangkat bantu seperti ancillary water treatment mempermudah integrasi sensor dan kontrol.

Hasil terukur: pembersihan mengurangi backpressure kondensor 0,85″ Hg (≈15% kenaikan cleanliness), mengangkat output bersih 6,7 MW (≈US$1,6 juta/tahun), dan menurunkan biaya kimia 10–20% Power Magazine Power Magazine. Kupon korosi konsisten di bawah 3 mpy dan hitungan mikrobiologi ditekan Power Magazine. Data lain menegaskan leverage siklus: menaikkan dari 2,5 ke 5× pada pabrik 3 juta galon/hari memulihkan ~300.000 galon/hari reuse tambahan dan menghindari >1.100 ton pembuangan garam per tahun.

Kepatuhan lingkungan dan regulasi

Desain treatment wajib mematuhi baku mutu buangan—termasuk di Indonesia. Batas nutrien (P, N) dan residu disinfektan sekunder memengaruhi pilihan kimia. Area sensitif bisa mensyaratkan fosfor <0,1 mg/L atau melarang Zn <0,5 mg/L; tren industri pun beralih ke scale inhibitor bebas fosfor karena P adalah “limiting nutrient” bagi algae toksik Chemical Processing. Ini mendorong pemakaian organik yang stabil secara hidrolitik (mis. polyacrylate) dibanding kimia berbasis logam.

Izin udara juga bisa membatasi drift/foam; antifoam kadang diperlukan—solusi semacam antifoam membantu menekan buih. Semua feed kimia harus dilaporkan untuk izin lingkungan; pemantauan kontinu blowdown (pH 6–9, TSS, klorida, logam) memastikan kepatuhan.

Rangkuman program terintegrasi

Skema efektif untuk cooling water ber-beban tinggi dan volume besar adalah campuran bahan kimia yang seimbang dan dikontrol ketat:

Scale inhibitors: feed threshold inhibitor (phosphonate/polimer) plus dispersant ~5–30 mg/L untuk mengizinkan siklus tinggi; mismatch atau degradasi oleh oksidator segera memicu scaling QualiChem. Paket komersial seperti scale inhibitors dan dispersant menjadi tulang punggung.

Corrosion inhibitors: pH 8–9 plus film-former (ortofosfat, molibdat/azole, dsb.) untuk mencapai <0,1 mm/tahun; target baja <3 mpy dibuktikan via kupon/LPR Power Magazine. Produk corrosion inhibitor multilogam mengakomodasi baja dan paduan tembaga.

Biocide program: oksidator kontinu dosis rendah (klorin/ClO₂) dikombinasikan shock periodik dan non-oxidizer (glutaraldehyde ~5–10 mg/L slug). Target HPC <10²–10³ CFU/mL dan Legionella tidak terdeteksi NIH/PMC MDPI. Untuk make-up amonia tinggi, gunakan generator kloramin atau ClO₂.

Monitoring & kontrol: sensor real-time (konduktivitas/pH/ORP/LPR) dan loop kontrol berbasis kinerja agar feed pas sesuai kebutuhan Power Magazine. Perangkat dosing pump presisi memudahkan eksekusi.

Hasil: bleed menurun (hemat air/biaya), dew point kondensor pulih (MW naik), dan umur peralatan lebih panjang. Data kasus menunjukkan ~15% kenaikan cleanliness kondensor dan lonjakan output multi-MW setelah optimasi water treatment Power Magazine.

Kesimpulannya, treatment berbasis data—sebagaimana praktik terbaik yang dikutip—memberi perbaikan terukur pada efisiensi dan kepatuhan. Bahkan pengendalian fouling yang “modest” dapat mengembalikan megawatt dan jutaan dolar pendapatan, mengukuhkan nilai investasi pada program kimia cooling water yang disiplin Power Magazine.

Sumber: rangkuman laporan industri dan akademik soal cooling-water treatment dan studi kasus pembangkit—termasuk Power Magazine (Rondum dkk., 2012) Power Magazine Power Magazine MDPI Power Magazine NIH/PMC NIH/PMC QualiChem Chemical Processing NIH/PMC. Setiap angka dan parameter di atas ditarik dari referensi tersebut (tautan tertanam di dalam teks).