Limbah pewarnaan dan pencetakan tekstil berwarna pekat, kaya organik, dan sulit terurai. Data literatur menunjukkan kombinasi koagulasi–flokulasi, advanced oxidation processes (AOP), dan membran mampu menurunkan warna >95% dan COD >90%, lolos baku mutu Indonesia.
Limbah tekstil dari proses dyeing/printing datang “gelap” dan “berat”. Dosis warna bisa ratusan mg/L (Pt‑Co), COD lazim mencapai 300–1.000+ mg/L, BOD/COD umumnya rendah (indikasi mudah tidaknya didegradasi secara biologis), dan TSS bisa beberapa ratus mg/L—misalnya studi Bangladesh melaporkan TSS ≈401–2333 mg/L (batas kala itu ~150 mg/L) link.springer.com link.springer.com. Logam berat (mis. Cr, Cu) dan garam dari dye/softener sering terangkat pula.
Indonesia mensyaratkan angka ketat: COD ≤115 mg/L, TSS ≤30 mg/L, dan true color ≤200 Pt‑Co (pabrik besar) di Permen LHK P.16/2019 (mengubah Permen LHK 5/2014) id.scribd.com. Artinya, rancangan ETP harus menurunkan warna >90% dari effluent berwarna dan memotong COD >80%.
Komposisi limbah dan target regulasi
Reactive dan vat dyes memberi warna pekat, kerap melampaui ratusan mg/L (Pt‑Co). Pada air limbah tekstil mentah, “COD levels up to 300–1,000+ mg/L are typical” link.springer.com link.springer.com. Nisbah BOD/COD rendah (biodegradabilitas rendah), TSS tinggi—contoh: 401–2333 mg/L di sampel Bangladesh link.springer.com. Target Indonesia: COD ≤115 mg/L, TSS ≤30 mg/L, true color ≤200 Pt‑Co id.scribd.com.
Baca juga: Apa itu Chemical?
Koagulasi–flokulasi untuk warna dan padatan
Koagulasi–flokulasi (pencampuran cepat diikuti pengadukan lambat untuk membentuk flok) menargetkan turbiditas, padatan tersuspensi, dan fraksi organik teradsorbsi. Koagulan umum: ferric chloride, alum (Al₂(SO₄)₃), polyaluminum chloride (PAC), polyferric sulfate, plus polimer flocculant. Pada uji jar nyata, PAC 0,1–0,6 g/L mampu menurunkan warna 85–95% dan COD ~75–82% link.springer.com link.springer.com. Islam & Mostafa (2020) menunjukkan PAC: warna turun 85–95%, COD 75–82% pada tiga limbah dye link.springer.com link.springer.com.
Ferric chloride atau alum bisa mencapai >90% penghilangan warna pada dosis tinggi (mis. 800 mg/L) www.researchgate.net, tetapi PAC/poly‑ferric membentuk flok lebih padat, dosis lebih rendah, dan sludge lebih sedikit link.springer.com. pH optimal biasanya 5–7 (hidrolisis koagulan logam dan netralisasi muatan dye) link.springer.com. Rancang bangun umum: rapid mix, flocculator, lalu sedimentasi/clarifier 30–60 menit penahanan.
Rentang dosis praktis: 100–300 mg/L PAC atau 200–500 mg/L FeCl₃ (disetel via jar test: turbiditas, warna Pt‑Co/UV‑vis, COD vs dosis). Kinerja TSS: ~50–80% (kasus 43–82%) link.springer.com; logam berat turut tersapu dalam flok, Fe & Pb turun ~73–99% link.springer.com. Literatur menyebut sludge ~0,5–1 g padatan tersuspensi/L yang diolah dan penghilangan warna hingga ~90%+ link.springer.com www.researchgate.net.
Penerapan di lapangan lazim menggabungkan koagulan seperti PAC dengan bantuan flocculants dan sistem penyesuaian pH dosis-terkontrol menggunakan dosing pump. Untuk pengendapan, klarifikasi gravitasi memakai unit clarifier atau opsi jejak-ruang mungil seperti lamela settler. Hasil pasca koagulasi biasanya sudah memenuhi TSS, tetapi masih menyisakan COD puluhan–ratusan mg/L dan sedikit yellow tint; ini kandidat ideal untuk tahap polishing.
Advanced oxidation untuk organik resistan
Advanced oxidation processes (AOP)—Fenton (Fe²⁺/H₂O₂), photo‑Fenton (UV+Fe/H₂O₂), ozonasi (O₃), UV/H₂O₂—menghasilkan radikal hidroksil yang memecah struktur aromatik/senyawa sintetis (dye recalcitrant). Fenton konvensional (pH ~3) dapat memotong COD/warna ~50–52% pada limbah tekstil nyata (H₂O₂ ~2–2,5 g/L; Fe²⁺ sebanding) pmc.ncbi.nlm.nih.gov pmc.ncbi.nlm.nih.gov. Electro‑Fenton meningkatkan ke 71–73% (COD dan warna) pmc.ncbi.nlm.nih.gov pmc.ncbi.nlm.nih.gov. Dosis rancangan: H₂O₂ ~100–3.000 mg/L (tergantung COD), Fe ~10–30 mg/L, pH 3–4, waktu tinggal 30–60 menit; overdosis H₂O₂ menurunkan efisiensi karena scavenging. Biaya operasi dilaporkan ~$8,6/kg COD terambil (Fenton kimia) vs ~$17,6/kg (electro‑Fenton) pmc.ncbi.nlm.nih.gov.
Ozonasi mendekolorisasi pada pH mendekati netral. Pada uji Reactive Black 5, injeksi ozon ~40 mg/menit menghasilkan 96,9% penghilangan warna (kontak 5 jam) dan 77,5% penghilangan COD (kontak 2 jam) www.researchgate.net. Generator ozon industri berkisar ~$5–10/kg O₃; kolom kontak/venturi dipakai untuk transfer massa. Catatan: kandungan bromida dapat membentuk bromate, perlu pemantauan.
UV/H₂O₂ atau fotokatalisis UV/TiO₂ (butuh air jernih, turbidity rendah) lazim menghapus ~50–80% COD pada limbah tekstil; kinerja setara atau sedikit di bawah ozon/Fenton dalam dekolorisasi, sehingga cocok sebagai polishing saat lampu UV sudah terpasang. Infrastruktur UV dapat memanfaatkan sistem ultraviolet sebagai bagian dari rangkaian. Praktik terbaik: tempatkan AOP setelah koagulasi agar partikel tidak memadamkan radikal, lalu saring endapan logam/hidroksida karena AOP dengan media sand filter atau activated carbon.
Secara umum, AOP menghancurkan ~50–80% COD/warna tersisa www.researchgate.net pmc.ncbi.nlm.nih.gov. Pasca AOP, warna rendah (sering <10% dari awal) dan COD terkunci teroksidasi menjadi CO₂/asam pendek.
Baca juga: Dissolved Air Flotation
Membran sebagai tahap polishing
Filtrasi membran menyasar molekul organik sisa dan pigmen: ultrafiltration (UF, menyaring koloid/TSS) diikuti nanofiltration (NF, MWCO ~200–1000 Da) atau reverse osmosis (RO). UF membersihkan turbidity tetapi melewatkan dye/garam terlarut; NF umumnya menolak ~80%+ COD dan ~90–99% molekul dye; RO menolak hampir semua garam/organik. Rangkaian UF→NF lazim optimal untuk reuse tekstil.
Pada uji limbah dye nyata yang telah dipretretasi biologis, NF memberi penolakan COD/warna tinggi; uji dua membran NF komersial menunjukkan permeat COD turun 76–83% dibanding umpan dan >90% warna tertahan www.scielo.org.za www.scielo.org.za. Flux NF90 (spiral‑wound NF tipikal) ~10–20 L/m²·h pada 15–20 bar, menghasilkan permeat COD jauh di bawah regulasi.
RO memberi air sangat murni (COD/TDS <10 mg/L), tetapi untuk limbah tekstil jarang dipakai kecuali kebutuhan reuse sangat tinggi karena: tekanan osmotik tinggi (garam 2–5%), energi 40–60 bar, dan brine 10–20% dari umpan. Praktiknya, UF+NF cukup—permeat NF (~70–80% recovery) memenuhi COD Indonesia (≪115 mg/L) dan warna (<200 Pt‑Co) jika didahului koagulasi/AOP memadai. Konsentrat NF ~20–30% volume dengan COD/garam sangat tinggi, biasa diuapkan atau dibaurkan sebelum pembuangan. Implementasi membran dapat dirakit sebagai sistem membran terintegrasi; pilihan media termasuk UF dan NF seperti ultrafiltration dan nano‑filtration, serta opsi membrane spiral dari pemasok seperti membrane Toray.
Pretreatment krusial untuk mencegah fouling: koagulasi–flokulasi untuk beban organik/koloid, dan filtrasi pasir/karbon setelah AOP. Tekanan operasi: NF 10–25 bar, RO 30–60 bar. CIP (pencucian kimia asam/basa) perlu dijadwalkan untuk scale/organik; umur membran pada ETP tekstil 5–10 tahun jika perawatan tepat. Retensi NF: garam monovalen ~30–50%, di/tri‑valen >90%, nitrat/sulfat tertolak kuat; warna umumnya tertahan >90% www.scielo.org.za. Untuk polishing partikel halus pra‑membran, housing dan element seperti cartridge filter dalam stainless housing kerap disisipkan sebelum NF.
Strategi terintegrasi dan neraca contoh
Skenario industri yang efektif: koagulasi–flokulasi → klarifikasi sekunder → AOP → membran. Contoh neraca: influen COD 800 mg/L, koagulasi menurunkannya ~80% ke ~150 mg/L link.springer.com link.springer.com; AOP mengoksidasi ~70% sisa ke ~45 mg/L www.researchgate.net pmc.ncbi.nlm.nih.gov; NF mengambil ~80% lagi jadi ~9 mg/L www.scielo.org.za, jauh di bawah baku mutu COD Indonesia (≤115 mg/L) id.scribd.com. Warna: koagulasi+pengendapan ~90%, AOP ~97%, NF >90%—final bisa <10 Pt‑Co.
Rangkaian ini sejalan dengan rekomendasi berbasis data: equalization/pH adjustment → primary sedimentation → optimized coagulation+flocculation → secondary clarification → AOP (ozone atau Fenton) → membrane (UF/NF) polishing link.springer.com www.scielo.org.za. Unit pengendap dapat memakai tube settler untuk menaikkan kapasitas, sementara pilihan koagulan tersedia dari PAC hingga varian PAC‑ACH atau lini coagulants sesuai karakter limbah.
Hasil kinerja dan catatan operasi
Penghilangan warna: koagulasi primer ~85–95% link.springer.com; AOP sekunder 96–99% untuk reactive dyes (contoh ozon) www.researchgate.net; NF polishing >90% lagi www.scielo.org.za www.scielo.org.za. Target warna Indonesia <200 Pt‑Co tercapai id.scribd.com.
COD/BOD: koagulasi ~75–82% COD link.springer.com; Fenton/ozon ~50–75% tambahan pmc.ncbi.nlm.nih.gov www.researchgate.net. Gabungan >90% total; contoh dari ~784 mg/L menjadi <50 mg/L dalam studi dilaporkan link.springer.com pmc.ncbi.nlm.nih.gov, memenuhi batas COD Indonesia (~115 mg/L) id.scribd.com.
TSS: koagulasi/klarifikasi menurunkan ke <20–30 mg/L (batas umum 30–40 mg/L), dan UF menghapus nyaris seluruh turbidity sisa. Kualitas akhir: pH netral (batas 6–9) id.scribd.com, turbidity <5 NTU, COD sering <50 mg/L, warna <50 Pt‑Co—siap reuse sebagai greywater atau aman dibuang.
Catatan ekonomi/operasi: koagulasi memakai garam murah tetapi menghasilkan sludge; literatur menunjukkan ~0,5–1 g SS/L (≈0,5–1 kg/m³), sementara catatan operasi lain menyebut ~5–10 kg/m³ yang perlu dewatering. AOP intensif kimia (H₂O₂, besi, listrik). Membran ber‑capex tinggi dan butuh energi tekanan, tetapi memberi air reuse. Di daerah rawan air, memulihkan 70–80% air bilasan via membran menekan pemakaian air baku dan biaya pembuangan.
Baca juga: Sea Water Reverse Osmosis
Ringkasan rekomendasi desain
Untuk effluent dyeing/printing tekstil, multi‑barrier adalah keharusan. Koagulasi–flokulasi menjadi workhorse untuk beban padatan/warna awal (80–95% penghilangan dye dan ~80% COD) link.springer.com link.springer.com. Untuk organik resistan, AOP (Fenton, ozon, UV) mengoksidasi 50–80% COD/warna tambahan (mis. 97% warna dengan ozon memadai) www.researchgate.net pmc.ncbi.nlm.nih.gov. Tahap akhir, membran (UF→NF/RO) memoles: NF lazim memberi >90% penolakan warna dan ~80% pengurangan COD tambahan www.scielo.org.za www.scielo.org.za. Rangkaian equalization/pH adjustment → primary sedimentation → optimized coagulation+flocculation → secondary clarification → AOP (ozone/Fenton) → membrane (UF/NF) polishing link.springer.com www.scielo.org.za akan konsisten menurunkan warna/polutan di bawah baku mutu nasional id.scribd.com dan membuka jalan reuse. Penyokong peralatan dan kimia tersedia mulai wastewater ancillaries hingga bahan bantu koagulasi water & wastewater chemicals.
References: (Indicative examples; full citations as per source metadata.) /// سقوط.
