Merancang Sistem Limbah Continuous Casting: scale pit, oil–water separator, filtrasi, lalu reuse
Bleed continuous casting memang “kotor” (padatan 5–7 g/L, minyak ~30 mg/L) tapi debitnya kecil. Dengan rancangan tiga tahap—scale pit, pemisah minyak-air, dan filtrasi—airnya bisa kembali masuk sirkulasi pabrik dan menekan konsumsi air baru.
Air pendingin continuous casting (CC) terbagi dua: aliran mold-cooling yang relatif bersih dan secondary-cooling bleed yang terpolusi. Data tipikal menunjukkan TSS (total suspended solids, padatan tersuspensi total) 5–7 g/L—sekitar 93% berupa Fe₂O₃—dan minyak ~30 mg/L pada bleed secondary-cooling www.mheavytechnology.com. Volume bleed tercemar ini pun modest, sekitar 20 m³/jam per strand caster dibanding ±300 m³/jam air pendingin bersih www.mheavytechnology.com. Setelah penghilangan scale awal, TSS biasanya turun ke ratusan mg/L (contoh ~300 mg/L) www.mheavytechnology.com.
Artinya, ranah desain sebaiknya ambil worst-case: padatan masuk 5–7 g/L dan minyak ~30 mg/L. Sebagai pembanding, pabrik baja terintegrasi sering mengonsumsi 240–300 m³ air per ton hot metal, sehingga reuse “beberapa persen” saja sudah berarti besar www.mheavytechnology.com.
Solusinya baku: tiga-tahap—sedimentasi scale pit, oil–water separator (OWS), dan filtrasi/polishing. Praktik operasi menunjukkan susunan ini mampu menurunkan TSS hingga ~25 mg/L dan minyak ke satu digit mg/L, memenuhi target buang maupun reuse nepis.epa.gov. Sebagai rujukan, baku mutu izin di Indonesia pada banyak industri sering di kisaran TSS 20–50 mg/L dan oil/grease 5–20 mg/L.
Karakteristik limbah continuous casting
CC bleed memikul beban padatan sangat tinggi (5–7 g/L, ~93% Fe₂O₃) dan minyak ~30 mg/L pada aliran secondary-cooling www.mheavytechnology.com. Debitnya sekitar 20 m³/jam per strand, jauh lebih kecil ketimbang 300 m³/jam air pendingin bersih www.mheavytechnology.com. Setelah scale tersedimentasi, TSS dalam overflow biasanya tinggal beberapa ratus mg/L (contoh ~300 mg/L) sebelum masuk tahap berikutnya www.mheavytechnology.com.
Scale pit (sedimentasi primer)
Scale pit—bertindak sebagai primary clarifier—dirancang sebagai bak memanjang dengan aliran lembut (kecepatan horizontal ~0,3 m/menit) agar partikel kasar cepat mengendap www.watertechnologies.com. Praktik desain merekomendasikan surface loading 600–800 gpd/ft² (≈1,0–1,36 m³/m²·jam) www.watertechnologies.com www.mheavytechnology.com. Memakai rentang 1,0–1,2 m³/m²·jam memastikan fraksi 100–300 mg/L partikulat halus dapat ikut mengendap www.mheavytechnology.com.
Di pabrik baja, scale pit lazim menghilangkan hingga “90%” scale berat nepis.epa.gov. Overflow dari pit masih membawa residu halus (orde beberapa ratus mg/L) beserta jejak minyak. Pada tahap ini, penggunaan unit sedimentasi kompak seperti clarifier bisa disejajarkan fungsinya dengan pit untuk mengelola beban padatan awal.
Scale pit juga berperan sebagai pemisahan minyak bulk. Minyak/grease yang terbawa semprotan pendingin mengapung dan ditahan oleh weir dangkal, lalu diangkat terus-menerus oleh skimmer mekanis (belt, rope, atau drum) nepis.epa.gov. Secara praktik, konfigurasi ala API clarifier dengan weir permukaan dan skimmer mampu menangkap >60–90% free oil nepis.epa.gov www.watertechnologies.com. Lumpur kaya besi-oksida dikeruk untuk dibuang. Pit yang dirancang baik menurunkan TSS dari multi-g/L menjadi orde 100–300 mg/L pada efluen, dengan minyak mungkin turun ke ~10–15 mg/L www.mheavytechnology.com.
Pemisahan minyak–air (sekunder)
Dari pit, aliran diarahkan ke oil–water separator (OWS, pemisah minyak-air) atau coalescer. Umum dipakai tipe API separator atau plate coalescer, yang mengandalkan gravitasi dan pemutusan emulsi agar droplet minyak halus mengapung. API separator yang dirancang baik menghilangkan >90% free oil—dengan mudah menurunkan influen ~20–30 mg/L menjadi <2–5 mg/L, tergantung ukuran droplet. Data tabel juga menunjukkan unit API dapat mencapai 60–99% removal dalam kondisi ideal www.watertechnologies.com. Alternatif untuk droplet lebih kecil adalah sistem terinduksi udara seperti DAF (dissolved air flotation)—capai hasil serupa pada emulsi rendah ukuran.
Untuk pemisahan minyak bebas yang sederhana, paket oil removal dapat dimanfaatkan sebagai tahap polishing bebas bahan kimia. Minyak yang terpisah di-skimming, air jernih mengalir ke tahap berikut. Pada titik ini, padatan masih sekitar ratusan mg/L (orde sama dengan overflow pit).
Filtrasi dan polishing akhir
Tahap final adalah filtrasi/polishing untuk menyapu sisa TSS dan jejak minyak. Pilihannya termasuk multi-media filter berbasis pasir silika, media antrasit anthracite, disk filter, hingga cartridge filter untuk beban halus.
Jika koagulasi/flokulasi ditambahkan (lazim sebelum clarifier), maka klarifikasi tersier atau filter polishing bisa memangkas TSS drastis. Pada satu studi kasus, kombinasi koag–flok clarifier diikuti filtrasi menurunkan TSS final dari 100–200 mg/L ke ~25 mg/L nepis.epa.gov. Dosis koagulan presisi dapat diotomasi dengan dosing pump, sedangkan bahan coagulants dan flocculants dipilih sesuai karakter oli/oksida besi.
Untuk jejak hidrokarbon terlarut, activated carbon atau cloth filter membantu adsorpsi. Selepas filtrasi pasir dan polishing karbon—atau unit membran ultrafiltration (UF)—air nyaris bebas minyak tampak dan memiliki kekeruhan sangat rendah. Secara umum, TSS efluen terpolish bisa ditekan di bawah ~10–20 mg/L, bahkan lebih rendah bila konfigurasi sesuai nepis.epa.gov.
Kelayakan daur ulang di pabrik baja
Dengan padatan/minyak terangkat, mutu efluen umumnya melampaui kebutuhan resirkulasi industri. Kontaminan utama—oksida besi dan hidrokarbon—sudah disisihkan; sisanya minor. Pilihan reuse lazim: balik ke sirkuit pendingin non-kritis, flushing peralatan, pencucian pengendali debu, hingga top-up menara pendingin. Praktiknya, aliran caster terolah dapat masuk daur internal pabrik, mengimbangi kebutuhan air baku segar hampir setara debitnya.
Sebagai ilustrasi, satu bleed caster ~20 m³/jam setara ~158.000 m³/tahun. Mengalihkan volume ini dari buang ke reuse berdampak langsung pada kebutuhan makeup. Industri baja pun sudah mempraktikkan reuse tinggi: survei menunjukkan ~81% pabrik mendaur ulang >70% air limbahnya, dan ~32% bahkan >90% iwaponline.com. Di Tiongkok, pabrik terintegrasi memangkas pemakaian air dari ~35,9 m³/ton baja menjadi hanya 2,45 m³/ton antara 1980–2020, dengan tingkat reuse naik ~98% iwaponline.com.
Contoh lokal: Krakatau Blue Water (joint venture Posco–Krakatau) mengolah ~17.000 m³/hari limbah pembuatan baja dan memulihkan ~700 m³/hari air berkualitas tinggi (konduktivitas <80 μS/cm) untuk reuse operasi baja lestari.kompas.com lestari.kompas.com.
Singkatnya, efluen continuous casting yang telah diproses dapat “recycled throughput”—layak sebagai “clean cooling water” di sirkuit sekunder atau makeup untuk sirkuit tertutup, sehingga asupan air baru berkurang. Mengembalikan air terklarifikasi berpotensi meniadakan hampir seluruh volume buang sebelumnya (mencapai >90% recycling) iwaponline.com iwaponline.com. Selain menghemat air, reuse memangkas biaya pembuangan dan membantu pemenuhan regulasi—praktik yang “langsung mengurangi konsumsi air” dan selaras best practice industri baja www.watertechnologies.com iwaponline.com.