DISINFEKSI DAN NETRALISASI
PROSES Disinfeksi ADALAH PROSES PENGOLAHAN AIR DENGAN TUJUAN UNTUK MEMBUNUH MIKROORGANISME (BAKTERI) DALAM AIR YANG MENYEBABKAN PENYAKIT
Cara-cara Disinfeksi 1. Cara Fisik a. Pemanasan ( pendidihan 5-20 menit) b. Penyinaran dg sinar UV atau gamma c. Mekanis ( sedimentasi, filtrasi) 2. Cara Kimia a. Penambahan oksidator ( Cl2 , O3) b. Penambahan asam/basa (HCl, NaOH)
Mekanisme Proses Disinfeksi
Menghancurkan dinding sel Mengubah permeabilitas dinding sel Mengubah sifat koloid protoplasma Menghambat / merusak aktivitas enzim
Laju pembunuhan mikrorganisme
d N / dt = - k N dimana : dN/dt = laju waktu pemusnahan k = konstanta laju reaksi N = jumlah mikroorganisme yang hidup
Faktor yang berpengaruh dalam proses Disinfeksi
Waktu kontak Konsentrasi dan jenis desinfektan Temperatur Jumlah mikroorganisme Tipe mikroorganisme Kondisi air
Waktu kontak
Klorinasi dalam pengolahan air
Proses pembubuhan senyawa-senyawa aktif klor ke dalam air sebagai proses Disinfeksi untuk membunuh mikrorganisme di dalam air
Jenis senyawa klor aktif dalam air
Klor ( Cl2)
Asam hipoklorit (HOCl)
Ion hipoklorit (OCl-)
Monokloramin (NH2Cl)
Dikloramin
(NHCl2)
Trikloramin
(NCl3)
Kloramin organik kompleks
Bentuk desinfektan klor aktif
Bentuk Gas - Klor (Cl2) Bentuk liquid - Natrium hipoklorit NaOCl Bentuk padat /solid - Kalsium hipoklorit atau kaporit Ca(OCl)2
Reaksi Klor dalam air -1
Cl2 + H2O HCl + HClO
HOCl H+ + OCl-
HCl H+ + Cl-
NaOCl Na+ + OCl-
Ca(OCl)2 Ca2+ + 2 OCl-
Kesetimbangan HOCl & OCl
Reaksi Klor dalam air -2
Klor dapat bereaksi dengan ammonia , membentuk monokloramin, dikloramin dan trikloramin . a. NH3 + HOCl b. NH2Cl + HOCl c. NHCl2 + HOCl
NH2Cl + H2O NHCl2 + H2O NCl3 + H2O
Reaksi Klor dalam air -2
Dapat mengoksidasi senyawa inorganik ( H2S, Fe, Mn, Nitrit, dll) H2S + 4 Cl2 + 4 H2O Fe2+ + Cl2 Mn2+ + Cl2 NO2- + Cl2 SO3= + Cl2 NH3 + Cl2 CHONSP + Cl2
H2SO4 + 8 HCl Fe3+ Mn4+ NO3 SO42N2 O CO2 + N2O + Cl-
Reaksi klor dalam air -3
Mengoksidasi senyawa-senyawa organik penyebab warna, rasa dan bau dalam air.
Pada kondisi tertentu , klor dapat bereaksi dengan senyawa organik membentuk senyawa trihalometan ( THM) , yang bersifat karsinogenik
Daya Pengikat Klor (DPC)
Banyaknya senyawa klor yang harus ditambahkan ke dalam air untuk : - bereaksi dengan senyawa inorganik dan organik dalam air - membunuh mikroorganisme dalam air
Sisa klor
Banyak senyawa klor yang harus ada dalam air minum , dengan tujuan agar jika terjadi ada mikroorganisme yang masuk ke dalam air masih dapat dibunuh Persyaratan sisa klor dalam air minum 0,2- 0,5 mg/l
Kebutuhan klor
Banyaknya senyawa klor yang harus di bubuhkan ke dalam air untuk proses Disinfeksi . Kebutuhan Klor ( mg/l) = DPC + Sisa klor
Breakpoint chlorination-1
Banyaknya klor yang dibutuhkan tidak hanya untuk Disinfeksi tetapi juga untuk mengoksidasi ammonia dalam air Reaksi yang terjadi : 2 NH3 + 2 HOCl NH2Cl + HOCl NH2 + NHCl2 2 NH3 + 3 HOCl
2 NH2Cl + 2 H2O NHCl2 + H2O N2 + 3 HCl N2 + 3 HCl + 2 H2O
Breakpoint chlorination -2
Tipe pembubuhan klor
Pre-chlorination , klorinasi awal
Super-chlorination
Post-chlorination , klorinasi akhir
Klorinasi dengan klordioksida
Gas ClO2 dibuat dari campuran larutan NaClO2 dan dan Cl2 Lebih efektif pada pH tinggi Tidak bereaksi dengan ammonia Tidak terbentuk senyawa trihalometan (THM) Biayanya lebih mahal dibandingkan dengan klorinasi biasa.
Pengukuran sisa klor
Kolorimetri dengan Ortotolidin Contoh air + ortotolidin → warna kuning
Kolorimetri dengan DPD (N,N-diethyl-pphenylenediamine) Contoh air + DPD → warna merah
Pengukuran di tempat sampling/di lapangan
Perhitungan-1 Misal disinfektan yang digunakan adalah kaporit : Ca(OCl)2 Kadar klor dalam kaporit = 60% BJ kaporit = 0,860 kg/L Konsentrasi larutan, Cl = 5% DPC = 1,2 mg/L Sisa klor = (0,2 – 0,4) mg/L Dosis klor = 1,2 + 0,4 = 1,6 mg/l Debit air yang diolah = 15 liter/detik
Perhitungan-1 Misal disinfektan yang digunakan adalah kaporit : Ca(OCl)2 Cl- Concentration in the chemicals = 60% Density of hypochlorite = 0,860 kg/L Concentration of solution, Cl = 5% number of Cl reacted with water = 1,2 mg/L Residual chlor = (0,2 – 0,4) mg/L Dose of chlor = 1,2 + 0,4 = 1,6 mg/l Water flow rate = 15 liter/second
Desain
Kebutuhan kaporit = (100/60) x Dosis Klor x Q = 100/60 x 1,6 x 15 = 40 mg/det = 3,46 kg/hari
Volume kaporit = (kebutuhan kaporit)/(BJ kaporit) = 3,46/0,86 = 4,02 L/hari
Volume pelarut = (100%-5%)/5% x 4,02 = 76,38 L/hari 76,4 L/hari
Volume larutan kaporit = vol kaporit + vol pelarut = 4,02 + 76,38 = 80,4 L/hari = 55,8 cc/menit
Desain
Needed chemiclas = (100/60) x chlor dose x Q = 100/60 x 1,6 x 15 = 40 mg/det = 3,46 kg/hari
Volume kaporit/ hypoclhoride = (needed)/(density) = 3,46/0,86 = 4,02 L/day
Volume for diluting = (100%-5%)/5% x 4,02 = 76,38 L/hari 76,4 L/hari
Volume needed chemicals = vol kaporit / hyprocloride + dilution volume = 4,02 + 76,38 = 80,4 L/hari = 55,8 cc/menit
Bak Pelarut Asumsi : Jumlah Bak Kedalaman Bak (h) Panjang Bak (p) Lebar Bak (l) Freeboard (F) Volume (V) Perhitungan : Debit tiap bak (Qp)
Waktu detensi
= = = = = =
1 buah 25 cm 80 cm 80 cm 10 cm 0,16 m3 = = = =
55,8 cc/menit 9,3 x 10-7 m3/detik V/Qp = 0,16/(9,3x10-7) 47,8 jam
Disinfeksi dengan ozon (O3)
Gas tidak stabil Oksidator kuat Bau menyengat Diproduksi dengan melewatkan O2 ke dalam medan listrik Digunakan sebagai pengganti klorinasi Daya bunuhnya lebih tinggi dibandingkan dengan gas klor. Biayanya lebih mahal Tidak terdapat sisa ozon seperti sisa klor.
Netralisasi
Proses penambahan bahan kimia untuk menaikan atau menurunkan p H air, agar : - Diperoleh air minum dengan pH yang memenuhi persyaratan baku mutu (pH 6,5- 8,5). - Untuk memperoleh pH air yang optimum dalam pengolahan air
Netralisasi
Bahan kimia yang umum digunakan untuk netralisasi : a. Asam , HCl, H2SO4 b. Basa , NaOH , CaO, Na2CO3 c. Gas Karbon dioksida (rekarbonisasi)
