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 NH2Cl + H2O

b. NH2Cl + HOCl NHCl2 + H2O

c. NHCl2 + HOCl NCl3 + H2O

Reaksi Klor dalam air -2

Dapat mengoksidasi senyawa inorganik ( H2S, Fe, Mn, Nitrit, dll)

H2S + 4 Cl2 + 4 H2O H2SO4 + 8 HCl

Fe2+ + Cl2 Fe3+

Mn2+ + Cl2 Mn4+

NO2- + Cl2 NO3

-

SO3= + Cl2 SO4

2-

NH3 + Cl2 N2O

CHONSP + Cl2 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 2 NH2Cl + 2 H2O

NH2Cl + HOCl NHCl2 + H2O

NH2 + NHCl2 N2 + 3 HCl

2 NH3 + 3 HOCl 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-p-

phenylenediamine)

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 = 1 buah Kedalaman Bak (h) = 25 cm Panjang Bak (p) = 80 cm Lebar Bak (l) = 80 cm Freeboard (F) = 10 cm Volume (V) = 0,16 m3

Perhitungan : Debit tiap bak (Qp) = 55,8 cc/menit = 9,3 x 10-7 m3/detik Waktu detensi = 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)