13-1. Pendahuluan

Desinfeksidigunakan dalampengolahan airuntuk mengurangipatogenpada tingkat

yang memadai. Desinfeksitidak sama dengansterilisasi. Sterilisasiberartirusaknyasemua

organisme hidup. Minum airtidakharussterilagar amanuntuk diminum. Tiga kategori

patogensaluran pencernaanmanusiamenjadi perhatiandalam airminum: bakteri, virus, dan

kistaamebic. Disinfeksiharusmampu menghancurkanketiganya. Di Amerika Serikat, lima

agentelah menemukandesinfektandalam air minum yang umum digunakan: (1) bebasklorin,

(2) kloringabungan, (3) ozon, (4) klorin dioksida, dan(5) radiasiultraviolet. Ini

adalahsubjekdaribab ini.

Fluoridasi, yang jugadibahas dalambab ini, mengacu padapenambahan atau

penghapusanfluoride dariminumair untukmempertahankankonsentrasioptimaluntuk

mengurangikerusakan gigi.

13-2. Desinfeksi

DisinfeksiKimia

PembebasanChlorine. Klorinadalahbahan kimiadesinfektanyang paling umumdigunakan.

Istilah klorinasi ini seringdigunakan secara sinonimdengandesinfeksi. Klorindapat

digunakansebagai unsur(Cl2), sebagainatrium hipoklorit(NaOCl), juga dikenal

sebagaipemutih, sepertikalsium hipoklorit[Ca(OCl)2], juga dikenal

sebagaiHTH®, atausebagaikapur diklorinasi(CaOCl2). Ketikaklorinditambahkan ke dalam

air, campuranasam hipoklorit(HOCl) danasam klorida(HCl) dibentuk:

(10-1)

Reaksi ini bergantung pada pH dan pada dasarnya selesai dalam milidetik.

Ketergantungan pH dapat diringkas sebagai berikut:

Tidak melemahkan larutan dan pada tingkat pH di atas 1,0, kesetimbangan dipindahkan

ke Cl2 dan sangat sedikit ada dalam larutan.

Asam hipoklorit adalah asam lemah dan memisahkan kurang baik pada tingkat pH di

bawah 6. Antara pH 6,0 dan 8,5 ada terjadi perubahan yang sangat tajam dari HOCl

terdisosiasi hampir menyelesaikan pemisahan:

Klorinadaterutama sebagaiHOClpada tingkatpHantara 4,0dan 6,0.

Di bawahpH1.0, tergantung pada konsentrasiklorida, HOCltersebutkembali

menjadiCl2seperti yang ditunjukkandalam Persamaan10-1.

Pada20oC, di atas sekitarpH7,5, dan pada0oC, di atas sekitarpH7,8, hipoklorition(OCl)

mendominasi.

Ionhipokloritadahampir secara eksklusifpadatingkatpHsekitar9dan lebih dari 9.

Klorinyang adadalam bentukHOCldan/atauOCldidefinisikan sebagaiklorin yang tersedia

bebas atauklorin bebas.

Contoh10-1. Jika15mg/LdariHOClditambahkankeair minumuntuk desinfeksidandiukur

pHakhir adalah7,0, berapa persendariHOClyang tidakterpisahkan? Asumsikansuhu25oC.

Solusi :

a. Reaksi yang ditunjukkandalam persamaan10-2. DariLampiran A, menemukan bahwapKa

adalah7.54dan

b. Penulisan konstanta kesetimbangan

Dan masukkan nilai Ka dan [H+]

Menentukan konsentrasi dari HOCl

KarenafraksiHOClyangtidak terpisahkanditambahOCl-tersebutyang

dibentukolehdisosiasi , dari hukumkekekalan massa, sama dengan100% dariHOCl yang

ditambahkan :

[HOCl] + [OCl-] = 100% (total HOCl yang ditambahkan dalam larutan)

Kemudian

Dan

Komentar:

1. Perhatikan bahwa konsentrasi HOCl tidak digunakan dalam solusi masalah!

2. Untuk suhu yang berbeda, persentase akan berbeda karena Ka adalah fungsi dari

temperatur.

Garamhipokloritberdisosiasi dalam airuntuk menghasilkanionhipoklorit:

Ion hipoklorit membangun kesetimbangan dengan ion hidrogen (sesuai dengan Persamaan

10-2). Dengan demikian, spesies yang sama aktif klor (HOCl dan OCl -) dan kesetimbangan

yang terdapat dalam air tanpa memperhatikan apakah unsur Chlorine atau hipoklorit yang

digunakan. Perbedaan yang signifikan adalah dalam pH yang dihasilkan dan pengaruhnya

terhadap jumlah relatif HOCl dan OCl- ada pada kesetimbangan. Elemental klorin cenderung

menurun pH, setiap mg/L klorin ditambahkan mengurangi alkalinitas hingga 1,4 mg/L

sebagai CaCO3. Hipoklorit, di sisi lain, mengandung alkali berlebih untuk meningkatkan

stabilitas dan cenderung meningkatkan pH. Untuk mengoptimalkan desinfektan, pH diatur

pada kisaran 6,5 sampai 7,5.

Klorin bebas relatif stabil dalam air murni. Bereaksi lambat dengan bahan organik

alami (NOM) dan bereaksi cepat dengan sinar matahari. Reaksi fotolitik adalah dengan

hipoklorit. Produk reaksi adalah oksigen, ion klorit, dan ion klorida (Buxton dan Subhani,

1971).

Reaksi Klorin/Amonia. Reaksiklorindengan amoniasangat pentingdalam prosesklorinasiair.

Ketikaklorinditambahkan ke dalam airyang mengandungamoniatambahan atau alami(ion

amoniumberada dalam kesetimbangan denganamonia danion hidrogen), amoniabereaksi

denganHOClmembentukberbagaiklor-amin. Reaksiantaraklor

danamoniadapatdirepresentasikan sebagaiberikut(AWWA, 2006):

Pembagiandariprodukreaksidiatur

olehtingkatpembentukanmonochloraminedandichloramine, yangtergantung padapH, suhu,

(10-3)

(10-5)

(10-6)

waktu, dan rasio awal Cl2: NH3. Secara umum, tinggirasio Cl2: NH3, suhu rendah, dan

tingkatpH rendahmendukungpembentukandichloramine. Klorinjuga bereaksi

denganbahannitrogenorganik, seperti protein danasamamino, untuk

membentukkomplekschloramineorganik. Klorinyang adadalam airdalam kimia

dikombinasikandenganamonia, atau senyawanitrogenorganik, didefinisikan sebagaiklorin

yang bergabungatau kloringabungan. Jumlahkonsentrasiklorin bebasdan

kloringabungandisebutklorintotal.

Kapasitasoksidasilarutan klorin bebasbervariasidenganpHkarena variasidalamrasio

HOClresultan : OCl-.Hal inijuga berlaku untuklarutanchloraminesebagai akibatdari rasio

NHCl2 : NH2Cl yang beragam. Monochloraminemendominasipada tingkatpHyang tinggi.

KlorinDioksida.Klorin dioksidaadalahradikal bebasyang stabil, pada konsentrasi tinggi,

bereaksi baik denganmengurangizat. Itu dapatmeledakdenganbatasledaklebih rendah*(LEL)

dilaporkan bahwa daya ledak bervariasi antara10 dan39 persen. Dengan demikian,

hampirsemua aplikasi membutuhkansintesisdi tempat. Klorin dioksida(ClO2) dibentukdi

tempatdengan menggabungkanklorin dannatriumklorit. Salah satudaritiga

reaksialternatifdapat digunakan(MWH, 2005):

Dalam kondisi basa klorin dioksida membentuk ion klorit (ClO2-) dan klorat (ClO3

-) (Gordon

et al, 1972.) :

Reaksi khas klorin dioksida dalam air adalah pengurangan satu-elektron (Haas, 1999) :

Ozon. Ozon adalah gas berbau tajam, tidak stabil. Ozon ini adalah suatu bentuk oksigen

dimana tiga atom oksigen digabungkan untuk membentuk molekul O3. Karena

ketidakstabilannya itu dihasilkan pada titik penggunaannya. Ozon dapat dihasilkan dengan

metode fotokimia, elektrolit, dan radiokimia, tetapi paling sering dihasilkan oleh elektroda

debit. Entah oksigen murni, dibeli sebagai oksigen cair (LOX), atau oksigen di udara, yang

dipisahkan oleh dampak elektron dari elektroda debit. Atom oksigen tersebut kemudian

bergabung dengan oksigen atmosfer untuk membentuk ozon dalam reaksi berikut:

(10-11)

(10-12)

(10-13)

Ketika LOX digunakan, 5 sampai 8 persen volume udara keluar dari peralatan akan menjadi

ozon. Campuran ozon udara yang dihasilkan kemudian disebarkan ke dalam air yang akan

didesinfeksi.

Jika udara sekitar digunakan sebagai sumber oksigen (sebagai lawan oksigen cair),

jejak kadar air yang bereaksi dengan nitrogen di udara untuk membentuk asam nitrat:

Asamnitratmengakibatkankarat padageneratorozon. Implikasiuntuk desainsistemozonadalah

bahwaproses tersebut harusmencakup metodeuntuk pengeringanudarasekitardengankadar

airyang sangat rendah.

ReaksiRedoks.Disinfektan kimiaadalahoksidan. Karena terjadireaksi oksidasi-reduksi,

membuatperbandingandesinfektanberdasarkandayaoksidasinya. Iniadalahfaktor penting

dalamperbandingansenyawaklorin. Jumlahklorin dalamsenyawa inidapatdinyatakan

sebagaipersenklorin yangtersedia. Persen senyawaklorin yang ada setara dengan

jumlahelektrokimiaCl2. Iniadalah ukuran kekuatanoksidasidari suatu senyawa bila

dibandingkan dengan Cl2 . Hal inidihitung sebagai

Berat setara dengan senyawa dalam reaksi oksidasi-reduksi dihitung dengan menggunakan

oksidasi-reduksi setengah reaksi. Tabel 10-1 merupakan tabel setengah reaksi . Contoh 10-2

menunjukkan perhitungan klorin persen yang tersedia.

(10-14)

(10-15)

Contoh 10-2 Taksir persen klor yang tersedia dalam Ca(OCl)2

Pembahasan

a. Persamaan setengah reaksi sesuai dengan Tabel 10-1

b. Dari persamaan setengah reaksi tersebut dihitung bobot Cl2 dan Ca(OCl)2

c. Persen Klor yang tersedia

Komentar :

1. Meskipun persen berat klorin dalam Ca(OCl)2 adalah hampir setengah dari berat

senyawa, daya pengoksidasi hampir setara dengan gas klor.

2. Hal ini dimungkinkan dari senyawa memiliki %klorin yang tersedia lebih besar dari

100%. Untuk senyawa implikasinya bahwa mereka memiliki kekuatan lebih besar

dari oksidasi gas klor.

Radiasi Ultraviolet (UV). Tabel 10-2 menguraikan rentang spektral yang menarik dalam

Fotokimia.

Energi yang berkaitan dengan radiasi elektromagnetik secara konsep mungkin dianggap

sebagai foton. Energi ini terkait dengan panjang gelombang radiasi (Einstein, 1905)

Dimana E = energi setiap foton, J

h = konstanta Planck, 6,6 x 10-34 J.s

c = kecepatan cahaya, m/s

λ = radiasi panjang gelombang, m

Secara umum, semakin tinggi energi foton yang terkait dengan radiasi elektromagnetik,

sangat berbahaya bagi organisme hidup.

Foton cahaya dengan panjang gelombang lebih dari 1.000 nanometer (nm) memiliki

energi foton terlalu kecil untuk menyebabkan perubahan kimia ketika diserap, dan foton

dengan panjang gelombang lebih pendek dari 100 nm memiliki begitu banyak energi ionisasi

dan gangguan karakteristik kimia molekul akibat radiasi.

Fotokimia kecil terjadi dalam kisaran inframerah dekat kecuali di beberapa bakteri

fotosintetik. Kisaran terlihat benar-benar aktif untuk fotosintesis pada tumbuhan hijau dan

ganggang. Rentang ultraviolet dibagi menjadi tiga kategori berhubungan dengan sensitivitas

kulit manusia terhadap cahaya ultraviolet. Rentang UVA menyebabkan perubahan pada kulit

yang menyebabkan pencokelatan. Rentang UVB dapat menyebabkan kulit terbakar dan

rentan untuk menginduksi kanker kulit. Rentang UVC sangat berbahaya karena diserap oleh

protein dan dapat menyebabkan mutasi sel atau kematian sel.

Energi elektromagnetik UV biasanya dihasilkan oleh aliran elektron dari sumber listrik

melalui uap merkuri terionisasi dalam lampu. Beberapa produsen telah mengembangkan

sistem untuk menyelaraskan lampu UV dalam bejana atau saluran untuk memberikan sinar

UV dalam rentang yang dapat membasmi kuman dan untuk inaktivasi bakteri, virus, dan

mikroorganisme lainnya. Lampu UV mirip dengan lampu neon rumah tangga, kecuali lampu

neon yang dilapisi dengan fosfor, yang mengubah sinar UV menjadi cahaya tampak.

Produk sampingan Disinfeksi. Klorin bereaksi dengan bahan organik alami (NOM) untuk

membentuk sejumlah produk sampingan karsinogenik. Ini termasuk namun tidak terbatas

pada trihalomethanes (THMs), asam haloacetic (Haas), haloacetonitriles, haloketones,

haloaldehydes, chloropicrin, klorida sianogen, dan chlorophenols. The THMs dan Haas

terjadi paling sering dan umumnya mewakili konsentrasi tertinggi dari kontaminan organik.

Chloramines bereaksi dengan NOM untuk membentuk produk sampingan mirip dengan

yang dibentuk oleh klorinasi tetapi pada konsentrasi yang lebih rendah (US EPA, 1994).

Klorin dioksida dan ozon dapat mengoksidasi sejumlah konstituen organik tanpa

menghasilkan THMs atau Haas. Namun, klorin dioksida sendiri dan ion klorit beracun.

Sekitar 70 persen dari klorin dioksida dikonsumsi oleh reaksi oksidasi diubah menjadi klorit

dalam kondisi khas dalam pengolahan air (Singer, 1992). Selain itu, jika terdapat bromida,

ozonisasi akan membentuk ion hipobromit (OBR-) tapi sebaliknya jika dalam bentukasam

hypobromous akan bereaksi dengan NOM untuk membentuk produk sampingan brominated.

Diketahui bahwa hasil dari radiasi UV tidak ada produk sampingan disinfeksi (Haas, 1999).

DisinfektankimiaKinetika

Meskipun model-modelyang lebih komplekstersedia, sering diasumsikanbahwa

peluruhanklorin, kloringabungan, danklorin dioksidadapat dimodelkansebagaiorde satuatau

pseudo-reaksi orde pertama, yaitu:

Dimana, C = konsntrasi desinfektan, mg/L

kd= orde satu peluruhan laju konstan, waktu-1

t = unit pelengkap untuk kd

Contoh tingkat konstanta peluruhan pseudo-pertama ditunjukkan pada Tabel 10-3.

Hipoklorit dan kerusakan ozon dimodelkan sebagai reaksi orde dua (Gordon et al, 1995;

Gurol dan Singer, 1982.) :

Dimana k2d = orde dua peluruhan laju konstan, L/mg.s

t = waktu, s

Contoh 10-3Menggunakan data berikut diambil dari Gurol dan Singer (1982),

memperkirakan tingkat konstan untuk peluruhan ozon pada pH 2,2.

Pembahasan

a. Hasil integrasi persamaan 10-18

b. Sebuah plot dari

terhadap waktu menghasilkan garis lurus dengan kemiringan sama dengan

k2d seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10-1.

Data yang berubah

c. Dari Gambar 10-1, persamaan garis menghasilkan kemiringan (k2d) dari 0,0003 L /

mg·min.

Komentar

1. Perhitungan, sesuai dari garis ke titik data, dan persamaan garis dilakukan dengan

lembar kerja.

2. Tingkat konstanta pada pH lain akan jauh berbeda.

Oksidan Kimia Demand

Klorin demanddalam air yaitu perbedaan antara jumlah klorin yang ditambahkan dan

jumlah klorin bebas, gabungan atau total yang tersisa pada akhir periode kontak. Definisi

yang sama dapat digunakan untuk klorin dioksida atau ozon. Demand adalah fungsi dari

karakteristik kualitas air, pH, suhu air, jumlah oksidan yang digunakan, dan waktu kontak.

Gambar 10-1

Sejumlah besar amonia dalam air bereaksi dengan klor menghasilkan rasa dan bau (T

&O) yang tidak enak. Salah satu metode untuk menghapus T&O adalah dengan penambahan

klorin dalam proses yang disebut klorinasi breakpoint. Reaksi klorin dan amonia

diperlihatkan dalam klorinasi breakpoint merupakan gambaran klorin demand (Gambar 10-

2). Penambahan hasil klorin dalam reaksi dengan amonia dijelaskan dalam Persamaan 10-5,,

10-6, dan 10-7. Dengan molar Cl2:NH3 (seperti N), konsentrasi sampai 1:1 (5:1 basis massa)

monochloramine dan dichloramine akan terbentuk. Jumlah relatif dari masing-masing

tergantung pada pH dan faktor lainnya. Residual chloramine umumnya mencapai maksimal

pada konsentrasi ekuimolar klorin dan amonia. Selanjutnya terjadi kenaikan rasio Cl2:

NH3pada oksidasi amonia dan pengurangan klorin. Waktu yang cukup harus disediakan

untuk memungkinkan reaksi untuk berlangsung hingga rekasi berakhir.

Residukloraminbreakpoint mengalami penurunan ke nilai minimum, ketika perbandingan

konsetrasi Cl2: NH3 sekitar 2:1. Pada titik ini, reaksi oksidasi / reduksi pada dasarnya sudah

selesai. Selanjutnya, penambahan klorin menghasilkan klorin bebas.

Reaksi demand lainnya tidak begitu dramatis seperti klorinasi breakpoint. Konsentrasi

yang signifikan dari senyawa pereduksi kuat yang bereaksi dengan cepat akan menghasilkan

kurva demand seperti pada kurva demand sulfur dioksida (Gambar 10-3). Konsentrasi yang

lebih rendah dari senyawa seperti NOM bereaksi lambat. Demand dari senyawa ini

ditentukan oleh perbandingan laju kerusakan dengan tingkat kerusakan dari oksidan dalam air

murni di bawah kondisi yang sama.

Mekanisme Disinfeksi

Modus tindakan dimana disinfektan menonaktifkan atau membunuh mikroorganisme

tergantung pada sejumlah besar variabel. Ini gambaran singkat terbatas untuk beberapa

desinfektan air umum dan dua golongan yang luas dari mikroorganisme: bakteri dan virus.

Chlorine. Klorin harus menembus ke dalam sel bakteri untuk menyebabkan inaktivasi. Pada

bakteri, pernapasan, transportasi, dan aktivitas asam nukleat semua terkena dampak buruk

(Haas dan Engelbrecht, 1980). Dalam bakteriofag, mode tersebut nampaknya mengalami

gangguan asam nukleat, sementara pada virus polio mantel protein yang terpengaruh (Dennis

et al, 1979; Fujioka et al, 1985).

Klorin Dioksida. Modus fisiologis inaktivasi disebabkan gangguan sintesis protein (Benarde

et al., 1967). Gangguan fungsi kapsid untuk unaktif virus (Nosset al., 1985).

Ozon. Meskipun rumit dalam pengukuran, kerusakan fisikokimia DNA tampaknya menjadi

mekanisme inaktivasi dari kedua sel bakteri dan virus polio (Hammelin dan Chung, 1978;.

Roy et al, 1981). Termasuk serangan terhadap membran bakteri, gangguan aktivitas

enzimatik, dan asam nukleat. Tempat pertama terjadinya inaktivasi virus adalah virion kapsid

(US EPA, 1999).

Radiasi UV. Radiasi UV menyebabkan merusak spesifik dalam perubahan asam nukleat

mikroorganisme. (Jagger, 1967). DNA menyerap cahaya dalam rentang ultraviolet-terutama

antara 200 dan 300 nanometer (nm). Sinar UV paling kuat diserap oleh DNA pada 253,7 nm.

Jika DNA menyerap sinar UV terlalu banyak, maka DNA akan rusak dan tidak akan mampu

mereplikasi. Telah ditemukan bahwa energi yang dibutuhkan untuk merusak DNA kurang

dari yang dibutuhkan untuk benar-benar menghancurkan organisme (Setlow, 1967). Efeknya

adalah sama. Jika mikroorganisme tidak dapat mereproduksi, tidak dapat menyebabkan

infeksi.

Kinetika disinfeksi

Hukum Chick. Menggunakan desinfektan seperti fenol, klorida merkuri, dan perak nitrat dan

organisme seperti Salmonella typhi, coli Escherischia, Staphyloccus aureus, dan Bacillus

anthracis, Dr Harriet Chick, menunjukkan bahwa desinfeksi dapat dimodelkan sebagai reaksi

orde pseudo-pertama sehubungan dengan konsentrasi organisme (Chick, 1908). Dalam

reaktor batch secara menyeluruh campuran atau aliran reaktor steker yang sempurna, bentuk

Hukum Chick

dimana, N = banyaknya organisme per unit volum

kc= konstanta inaktif, s-1, min-1

t = waktu, s atau min

Dalam bentuk persamaa terintegrasi

dimana N0 = jumlah organisme per unit volum dengan t = 0

Sebuah metode umum grafik data hukum Chick adalah dengan memplot log dari rasio

bertahan hidup terhadap waktu pada grafik semilog (Gambar 13-4).

Hukum Chick-Watson.Hukum Chick tidak memperhitungkan konsentrasi desinfektan. Dari

Gambar 10-4, jelas bahwa konsentrasi disinfektan memiliki efek yang nyata. Menyadari hal

ini, Watson (1908) mengusulkan cara alternatif untuk menggambarkan tingkat inaktivasi

tertentu:

dimana, Cn = konsentrasi desinfeksi, mg/L

n = koeffisien pengenceran

t = waktu, s

Hukum Chick dan persamaan Watson digabungkan dengan mengaitkan laju konstan

inaktivasi dengan konsentrasi disinfektan:

dimana kcw= laju konstan inaktivasi mandiri dari konsentrasi, waktu-1

Hukum Chick-Watson dalam bentuk terintegrasi ini kemudian

Sumber dari Radiasi Ultraviolet. Baik lampu bertekanan rendah dan sedang sudah

tersedua untuk aplikasi disinfektan. Lampu bertekanan rendah memancarkan energi yang

maksimum pada panjang gelombang 253.7 nm, sedangkan lampu bertekanan sedang

memancarkan energi pada rentang panjang gelombang 180 – 1370 nm. Intensitas dari lampu

bertekanan sedang lebih besar daripada lampu bertekanan rendah. Dengan demikian, lempu

bertekanan sedang dibutuhkan lebih sedikit pada dosis yang sama. Untuk sistem yang kecil,

sistem tekanan sedang terdiri dari lampu tunggal. Meskipun kedua jenis lampu tersebut dapat

bekerja dengan baik untuk menonaktifkan organisme,lampu UV bertekanan rendah lebih

direkomendasikan dalam sistem kecil karena berhubungan reliabilitasnya dengan lampu

bertekanan rendah ganda.

Kemampuan Kontak. Hukum Chick-Watson memberikan dasar teoritis untuk

pendekatan EPA kepada regulasi dari disinfektan air minum, yaitu ketentuan dari dosis bahan

kimia dan waktu kontak(Ct). Sebelum mengenal dan meregulasi THM, ketentuan waktu

kontak telah ditetapkan dengan penambahan disinfektan diawal pada proses perawatan. Sejak

1980, ketika EPA mulai untuk meregulasiTHM, banyak adanya dan barunya fasilitas

penempatan pengajuan batas dari penambahan pada proses akhir. Pendekatan ini akan

dibahas di sini.

Reaktor disinfektan, biasa disebut ruang disinfektan atau ruang kontak, terbagi

kedalam tiga kategori: pipa, kolam longitudinal-berkelok, dan kolam cross-baffled berliuk.

Reaktor yang ideal untuk klorin, gabungan klorin, dan klorin dioksida salah satunya adalah

alir-sumbat, yang mana, satu dengan tanpa penyebaran longitudinal sehingga waktu kontak

sama dengan waktu tempat hidrolik. Gas Cl2, NH3, dan ClO2 diukur dalam slip stream

(bagian dari air yang telah melewati koagulasi, pengendapan, filtasi, atau perawatan lainnya)

yang selanjutnya dimasukkan kedalam aliran utama yaitu melewati air kedalam ruang kontak.

Pipa yang panjang, lebih disukai tanpa bengkokan dan restriksi, merupakan reaktor

yang lebih ideal. Sebagai contoh, pipa yang memberikan waktu kontak selama 30 menit

dengan laju alir lebih besar dari 0.044 m3/s dan kecepatan lebih besar dari 0.6 m/s akan

mendekati ideal, yang mana panjang pipanya adalah 1 km (MWH,2005). Tetapi pada

keadaan yang sebenarnya, pipa secara umum sampai pada kostumer pertama melewati jarak

yang pendek yang kurang dari jalur ideal. Meskipun begitu, untuk bagian garis ini diatur

mendekati keadaan ideal., perhitungan dari penyediaan angka penyebaran dan perkiraan dari

performa reaktor. Angka penyebaran dapat diperkirakan sebagai (Sjenitzer, 1958):

d¿=89,500 f 3.6( DL )

0.859

(10-30)

dimana d# = angka pemyebaran, ukuran

f = faktor friksi Datcy-Weisbach, unit

D = diameter pipa, m

L = Panjang pipa, m

Tujuan dari desain pipa adalah angka penyebaran sebesar 0.01. Semakin kecil angka

penyebaran memberikan sedikit peningkatan efisiensi membunuh, ketika angka penyebaran

diatas 0.05 efisiensi membunuh menurunan secara drastis (Trussell dan Chao, 1977).

Dengan tidak adanya pipa panjang yang sesuai, kolam longitudinal-berkelok

umumnya menjadi cara yang paling murah untuk menyediakan ruang kontak mendekati alir

sumbat yang ideal (MWH, 2005). Karena hasil alir berkelok didalam aliran pemisahan dan

titik mati seperti hasil dari alir balik 180o, perangkat alternatif ditunjukkan didalam Gambar

10-10 telah disediakan untuk menyelesaikan masalah ini. Marske dan Boyle (1973)

merekomendasikan perbandingan panjang dan lebar minimum 40:1. Hal ini diukur sebagai

lebar dan panjang jalur alir. Selain itu, mereka merekomendasikan puncak bendungan tajam

pada lebar dari jalur alir pada ujung dari ruang. Rasio tinggi dan lebar kanal umumnya pada

rentang 1 sampai 3.

Karena tidak ada reaktor yang menunjukkan aliran pasang yang ideal, waktu kontak

secara umum jauh dari ideal. Untuk menjelaskan reaktor nonideal, EPA mengadopsi

persyaratan bahwa nilai Ct dihitung dimana waktu ketika 90% air memasuki ruang

desinfektan. Waktu ini disebut t10 (U.S. EPA, 1991). Meskipun studi pengusutan telah

direkomendasikan untuk menjelaskan t10 dalam desain, disediakan pendekatan alternatif

menggunakan sistem klasifikasi penyekat. Contoh dari klasifikasi variasi sekat ditunjukkan

pada Gambar 10-11.EPA mengasumsikan rasio dari t10 pada waktu penahanan hidrolik

teoritis (t0) untuk masing-masing dari klasifikasi diberikan pada Tabel 10-8. Gambar 10-12

menunjukkan efek dari rasio P:L pada rasio t10/t0. Penggunaan klasifikasi sekat pada desain

dari ruang kontak diilustrasikan pada Contoh 10-7.

Gambar 10-10 Pengontrolan pemisahan alir didalam kolam berkelok menggunakan perangkat yang bervariasi.

Catatan: Jangan masukkan dinding penyebar sebelum berubah atau sebagian berubah.

Tabel 10-8

Klasifikasi sekat

Performa t10/t0 Penjelasan Penyekat

Sangat jelek

Jelek

Rata-rata

0.1

0.3

0.5

unbaffled (aliran campuran), agitasi rasio panjang-lebar sangat rendah, kecepatan inlet dan outlet yang tinggi.

Outlet dan inlet unbaffled tunggal atau kelipatan, tidak ada sekat intrabasin.

sekat inlet atau outlet dengan beberapa sekatintrabasin.

Penyekat inlet berlubang, sekatintrabasin berkelok atau berlubang, outlet weir atau launder berlubang.

Gambar 10-11Contoh kondisi penyekat, (a) penyekat yang jelek, (b) penyekat rata-rata, (c) penyekatsuperior.(Sumber: U.S. EOA, 1991)

Superior

Sempurna

0.7

1.0

Rasio panjang-lebar yang sangat besar (pipa alir), inlet, outlet dan sekatintrabasin berlubang.

Sumber: Diambil dari U.S. EPA, 199

Gambar 10-12Dampak dari rasio P/L dengan t10/t0.Sumber: Crozes et al., 1999.

Contoh 10-7. Desain ruang kontak klorin longitudinal-berkelok untuk desain alir dari 18,400

m3/d. t10 yang dibutuhkan untuk mencapai Ct 200 adalah 100 menit. Desain harus memenuhi

performa sempurna, dengan t10/t0 = 0.7.

Penyelesaian:

a. Hitung waktu penahan hidrolik yang dibutuhkan.

100 menitt0

=0.7

t0 = 142.86 atau sekitar 145 menit

P/L

t 10/

t 0

b. Dari definisi waktu penahanan hidrolik, maka volume reaktor

t 0=⩝Q

⩝=( t0 ) (Q )=(145 menit)¿

⩝=1852.78 m 3

c. Seperti yang direkomendasikan, asumsi nilai untuk P ≥ 40 L dan T =3L. Dari

Tabel 10-3 pada t10/t0 = 0.7, temukan P:L lebih kecil dari 40:1. Untuk itu,

tentukan P:L = 40:1.

P = 40L

T = 3L

Lebar saluran = L

d. Temukan lebar dari saluran:

⩝=(W ) (3W ) ( 40W )=120 W 3

W =( ⩝120 )

1 /3

=( 1852.78 m3

120 )1/3

=2.49 atau2.5 m

e. Sehingga ukuran saluran

P = 40 (2.5 m) = 100 m

T = 3 (2.5 m) = 7.5 m

L = 2.5 m

f. Sketsa rancangan ruang kontak dengan perangkat pengontrol alir terpisah

ditunjukkan dibawah.

Komentar:

1. Untuk memudahkan konstruksi, ukuran dapat dijadikan 100 m x 7.5 m x 2.5 m.

Hal ini memberikan volume 1,875 m3, yang lebih besar dari volume dibutuhkan

yaitu 1,852.78 m3.

2. Untuk memenuhi syarat rendundansi, dua ukuran ruang kontak ini harus

disediakan.

Ketika terjadi ozon bergelumbung di dalam ruang kontak daripada aliran slip, digunakan

ruang cross-baffled berkelok (Gambar 10-13). Jumlah dan ukuran sel tergantung pada objek

yang diozonisasi. Untuk hanya ozonisasi (tanpa disinfektan), digunakan dua atau empat sel.

Untuk disinfektan sehingga dapat menonaktifkan Giardia dan virus, biasanya enam atau

delapan sel. Untuk menonaktifkan Cryptosporidium diperlukan 10 sel atau lebih (Rakness,

2005). Pengoperasian secara normal menggunakan penyebar pada sel pertama dari ruang

kontak seperti yang digambarkan. Namun, jika penyebar awal tidak dapat memenuhi

kebutuhan ozon, maka dirancang sistem perpipaan dengan kemampuan menenmpatkan

penyebar di beberapa sel atau, secara ekstrim, di semua sel. Hal ini memungkinkan untuk

penginjeksian ozon untuk mempertahankan konsentrasi yang dibutuhkan, C, pada tingkat

yang diinginakn. Uji skala digunakan untuk menjelaskan kebutuhan penyebar lebih dari satu

sel. Pori penyebar yang menyediakan gelembung halus akan meningkatkan efisiensi transfer

ozon daripada pipa berlubang. Dengan menggunakan model computational fluid dynamic

(CFD), Henry dan Freeman (1996) menemukan bahwa rasio dari kedalaman cairan (H)

terhadap lebar longitudinal (W) dan rasio kedalaman dari pembukaan dibawah penyekat

terhadap lebar longitudinal dapat digunakan rasio maksimal t10/t0. Hasil kerja mereka

menunjukkan H:L = 4:1 dan W:L = 1:1, rasio t10/t0 dicapai 0.65. H terletak pada rentang 6

hingga 7.5 m.

Gambar 10-13. Skema penampang dilihat dari dua desain alternatif untuk delapan ruang ruang kontak over-under (a) dengan cerobong asap, (b) tanpa cerobong asap (c) definisi ukuran

Idealnya dosis dan waktu kontak untuk ozonisasi ditentukan dari bangku dan/atau uji

skala menggunakan sampel air baku nyata. Meskipun konsentrasi maksimum teoritis dari

ozon di dalam larutan adalah 40 mg/L (U.S. EPA, 1986), jumlah dosis normal untuk air

minum kurang dari 10 mg/L. Laju transfer gas ozon diatur dalam 85% dari sistem air-fed

ozon dan 95% sistem liquid oxygen-fed. Dengan demikian, untuk dosis 10 mg/L, dosis

transfer akan berentang 8.5-9.5 mg/L.

Kebanyakan reaktor UV konvensional tersedia dalam dua tipe: bejana tertutup dan

saluran terbuka. Untuk digunakan pada air minum, tipe bejana tertutup biasanya

digunakan sebagai reaktor UV dengan alasan berikut (U.S. EPA, 1996):

Footprint lebih kecil

Memperkecil polusi udara

Minimal tenaga UV

Desain modular untuk kesederhanaan instalasi

Gambar 10-14 menunjukkan reaktor UV bejana tertutup konvensional.

Gambar 10-14 Skema sistem disinfektan UV. (Sumber: Aquionics.)

Ballast (yaitu, transformer) yang mengontrol kekuatan elektronik atau

elektromagnetik lampu UV. Ballast elektronik berpotensial memberikan beberapa

keuntungan seperti suhu rendah dalam pengoperasian lampu, memiliki efisiensi tinggi, dan

massa hidup yang lama.

Persamaan untuk dosis UV menunjukkan bhawa dosis berbanding lurus dengan waktu

paparan dan berbanding terbalik dengan sistem laju alir. Intensitas UV (I) merupakan fungsi

dari transmitran UV oleh air dan geometri reaktor UV seperti umur dan pencemaran lampu.

Intensitas UV dapat diperkirakan dengan model matematika dan diverifikasi oleh bioassay.

Waktu paparan diperkirakan dari karakteristik reaktor UV spesifik hidrolik dan pola aliran.

Faktor utama yang mempengaruhi kinerja sistem desinfeksi UV adalah kualitas air

influen. Partikel, kekeruhan, dan padatan tersuspensi dapat melindungi patogen dari sinar UV

atau menghamburkan cahaya UV sehingga tidak mengenai mikroorganisme target, sehingga

mengurangi efektivitasnya sebagai desinfektan. Beberapa senyawa organik dan anorganik

(seperti besi dan permanganat) dapat mengurangi transmitransi UV dengan menyerap energi

UV atau melapisi lampu. Ketika ini terjadi, UV dengan energi yang lebih tinggi diperlukan

untuk mencapai dosis yang sama. Oleh karena itu, disarankan pada sistem UV dipasang filter

hilir sehingga penghilangan partikel dan senyawa organik dan anorganik dimaksimalkan di

hulu UV.

Kekeruhan air dan tranmisi UV biasanya digunakan sebagai proses kontrol fasilitas

UV. Persen transmitran UV dari sampel air yang diukur dengan panjang gelombang

spektrofotometer UV 253.7 nm menggunakan lapisan ketebalan air 1 cm. Transmitransi UV

oleh air terkait dengan absorbansi UV (A) pada panjang gelombang yang sama dengan

persamaan:

Persentransmitran=100 % x 10−A (10−31)

Sebagai contoh, absorbansi UV oleh air 0.022/cm setara dengan transmitransi air 95%

(pada 1 cm dari lampu UV, dengan output lampu tetap 95%). Demikian pula, absorbansi UV

dari 0.046/cm setara dengan transmitransi UV 90%.

Tabel Ct EPA. Tabel EPA (Code of Federal Regulation, 40 CFR 141.74 dan 40 CFR 720)

memberikan pendekatan yang paling sederhana untuk membeangun strategi desain untuk

desinfeksi. Tabel disediakan dalam Lampiran D. Tabel menetapkan desinfeksi untuk Giardia,

Cryptosporidium, dan virus ketika digunakan klorin, kloramin, klorin dioksida, ozon, atau

UV. Suhu dan pH air terdapat didalam air.

Panduan Dosis Klorin. Aturan Michigan memberikan panduan untuk dosis residu klorin.

Mereka mengharuskan sisa minimum klorin bebar pada titik aktif dalam sistem distribusi air

0.2-0.5 mg/L dan residu klorin gabungan 1.0-2.0 mg/L. Aturan ini juga menunjukkan bahwa

diharapakan jejak klorin bebas memiliki jarak pada titik-titik sistem distribusi.

Desain Disinfektan.

Pada akhirnya lembaga yang mengelola regulasi air minum akan menentukan persyaratan Ct

dan kredit yang diperlukan akan diberikan pada berbagai macam tahap perawatan. Tahap-

tahap dapat diambil untuk menjelaskan kemungkinan kredit meliputi (diambil dari Hesby,

2005):

1. Penjelasan penentuan penghilangan/inaktivasi total.

Tabel 10-4 dan 10-9 memberikan panduan untuk standar

penghapusan/inaktivasi kredit.

Untuk sumber rentan, penghapusan/inaktifasi tinggi mungkin diperlukan

(Tabel 13-5).

Tabel 13-9Persyaratan log-penghilangan/inaktivasi untuk penyaringan air

Mikroorganisme Log penghilangan/inaktivasi Catatan

Giardia cyst

Virus

Cryptosporidium oocyst

≥3

≥4

0 sampai 2.5 Lihat Tabel 13-4

2. Penentuan kredit untuk penghilangan secara fisik

Tabel 10-10 memberikan panduan untuk kredit standar perawatan.

3. Penetuan kredit yang dibutuhkan untuk inaktivasi oleh desinfektan

Perbedaan antara kebutuhan penghilangan/inaktivasi dan kredit penghilangan

secara fisik adalah kebutuhan inaktivasi.

4. Pemilihan desinfektan

Menggunakan kondisi batas (TOC, AOC, DBPFP, dan waktu penahanan

penyebaran), pilih desinfektan primer dan sekunder.

5. Penentuan keperluan Ct untuk mencapai kebutuhan inaktivasi pada kondisi

desain (pH, suhu).

6. Hitung t10 air untuk mencapai kostumer pertama.

7. Hitung kredit Ct pada kostumer pertama dan kredit yang diperlukan untuk ruang

kontak.

8. Menetapkan efisiensi hidrolik ruang kontak menggunakan Gambar 10-11 atau

10-12 dan menemukan t10/t0 dari tabel 10-8 atau Gambar 10-12.

9. Hitung waktu penahan hidrolik yang dibutuhkan (t0).

10. Desain ruang kontak.

11. Desain ulang untuk desinfektan, waktu kontak, suhu, laju alir, dan pH alternatif.

Contoh 10-8 mengilustrasikan proses desain pada tahap 9,

Tabel 10-10

Standar log-kredit penghilangan untuk perawatan

Proses

Log kredit penghilangan

Giardia cyst VirusCryptosporidiu

moocyts

Konvensional filtrasi tanaman

Filtrasi tanaman langsung

2.5

2

2

1

3

2.5

Contoh 10-8. Lanjutkan desain disinfektan sistem ozon untuk Stillwater (Contoh 13-5). pH

dan suhu yang dipilih untuk analisis desain masing-masing 7.0 dan 5oC. Untuk desain ruang

kontak diasumsikan t10/t0 = 0.65. Dari data uji bench-scale, konstanta laju orde dua ditetapkan

menjadi 3.5 L/mol.s. Asumsikan dosis transfer 2.0 mg/L.

Penyelesaian:

a. Perbedaan antara kebutuhan penghilangan/inaktivasi dan kredit penghilangan

secara fisik adalah kebutuhan inaktivasi. Dari Contoh 10-5 dari Sungai Noir:

Kebutuhan log penghilangan/ina

Kredit Perawatan

Kebutuhan disinfektan log

ktivasilog

penghilangan

inaktivasi untuk mencapai standar

Giardia cyst

Virus

Cryptosporidium oocyst

345

2.523

0.522

Kolom terakhir dalam tabel ini (Desinfektan log inaktivasi yang diperlukan untuk

memenuhi standar) adalah perbedaan antara nilai yang ditemukan dalam dua kolom

pertama, yaitu, (Diperlukan log penghilangan/inaktivasi)-(Kredit perawatan log

penghilangan). “Kebutuhan log penghilangan/inaktivasi” untuk Cryptosporidium

berdasarkan pada konsentrasi air baku dari 1,1-2,0 oocyt/L ditunjukkan pada Contoh

10-5, dan persayaratan tambahan log inaktivasi diberikan dalam tabel 10-4. Didalam

catatan kaki Tabel 10-4 terdapat bahwa perawatan tambahan mencerminkan kredit

dari 3 kredit log untuk perawatan konvensional. Oleh karena itu, 2 log akan

ditambahkan ke kredit log 3 diberikan dalam catatakn kaku untuk total 5 log yang

diperlukan.

b. Dari Contoh 10-5, disinfektan utama adalah ozon.

c. Menggunakan tabel Ct EPA pada lampiran D, Ct untuk mendapatkan log

inaktivasi yang dibutuhkan untuk masing-masing mikroorganisme pada suhu 5oC

adalah

Giardia cyst

Virus

Cryptosporidium oocyst

1.9 mg.menit/L4 log inaktivasi akan terjadi pada Ct 1.9 mg.menit/L32 mg.menit/L

Sehingga, Ct Cryptosporidium ditentukan.

d. Perhitungan kebutuhan waktu resistansi gidrolik. Dengan uji dosis benh-scale

pada dosis transfer 2.0 mg/L, kebutuhan t10 adalah

Ct

C=32 mg .menit / L

2.0 mg / L=16 menit

dan jika konsentrasi ozon konstan di seluruh ruang kontak, waktu detensi hidrolik

teoritis dengan asumsi t10/t0 = 0.65 adalah

t10

t 0

=16 menitt0

=0.65

t 0=16 menit

0.65=24.6 menit

e. Karena kapasitas pembangkit ozon mahal dan mengonsumsi energi yang besar,

Rakness (2005) menyarankan desain yang optimal dengan mengambil peluruhan

kedalam perhitungan dengan integrasi. Untuk melakukan ntegrasi numerik,

hilangnya konsentrasi tiap ruang harus diestimasi. Hal ini memerlukan konstanta

laju peluruhan pada unit yang kompatibel untuk perhitungan Ct. Konversinya

adalah

(3.5 L/mole . s)48,000 mg /mole dari ozon

=7.29 x10−5 L/mg . s

atau 4.38 x10−3 L/mg . menit

f. Pengulangan penyelesaian diperlukan. Berdasar pada Rakness (2005), asumsi 10

sel. Lembar kerja penyelesaian ditunjukkan di bawah ini. Perhatikan bahwa ini

merupakan penyelesaian, bukan uji coba awal. Uji coba awal dengan 2.0 mg/L

tidak mencapai Ct yang diinginkan dari 32 mg.menit/L.

No. Sel Konsentrasi pada sel influen, mg/L

HDT, menit

Sisa pada sel limbah, mg/L

t10, menit Ct, mg.menit/L

1234567891011

2.302.242.192.142.092.052.001.961.921.881.84

2.462.462.462.462.462.462.462.462.462.462.46

2.242.192.142.092.052.001.961.921.881.841.81

1.601.601.601.601.601.601.601.601.601.601.60

N/A3.503.423.353.273.203.133.073.012.952.89

Jumlah = 31.79 atau 32

Penjelasan perhitungan:

Untuk sel pertama, 2.30 merupakan dosis awal, 2.46 adalah waktu detensi hidrolik

(HDT) berdasarkan HDT total 24.6 menit yang dihitung pada tahap d dibagi menjadi

10 sel yang menyediakan kontak (kebutuhan untuk 11 sel yang ditunjukkan, dibahas

dibawah), 2.24 adalah konsentrasi yang dihitung dari dosis influen setelah 2.46 menit

menggunakan persamaan peluruhan orde dua dari Contoh 10-3; t10 adalah waktu

kontak yang efektif dengan menggunakan t10/t0 = 0.65 untuk efisiensi kontak, Ct

adalah produk dari 2.24 x 1.60. Menggunakan sel pertama, sisa pada sel limbah

dihitung:

C= 2.30 mg / L

1+ (4.38 x10−3 L /mg . menit ) (2.46 menit )(2.30 mg /L)=2.24

Ct pada sel ini tidak dihitung karena air influen tidak memiliki ozon. Konsentrasi

efluen ozon adalah pendekatan pertama yang didasarkan pada peluruhan dengan

asumsi konsentrasi ozon inlet sebesar 2.30 mg/L. Penyelesaian yang lebih ketat

membutuhkan integrasi dari profil ozon berdasarkan kinetika kelarutan dan peluruhan

ozon didalam larutan.

Untuk sel kedua dan selanjutnya, perhitungannya identik kecuali konsentrasi influen

adalah konsentrasi limbah dari sel sebelumnya. Sel 11 ditambahkan untuk mencapai

Ct yang diperlukan yaitu 32 mg.menit/L.

g. Desain ruang kontak.

Volume dari ruang dihitung dari waktu detensi hidrolik dan desain laju alir (Contoh

10-4).

⩝=t 0 Q=(24.6menit ) (18,500 m3 /d )( 11,440 menit /d )

¿316.04 atau316 m3

Menggunakan rasio optimum Henry dan Freeman (1996), dengan kedalaman 6.0 m

dan asumsi H = 4L:

L= H4

=64=1.5 m/ sel

⩝=( H ) ( L/sel ) ( jumlah sel ) (lebar sel )

316m3=(6m ) (1.5m /sel ) (10 sel ) (lebar sel )

lebar sel= 316m3

(6m ) (1.5m /sel )(10 sel)

¿3.51 atau3.5 m

Ukuran ruang kontak akhir harus mencakup 11 ruang untuk memperhitungkan ruang

pertama, oleh karena itu, ukuran akhir adalah kedalaman 6 m x lebar 3.5 m x panjang

16.5 m.

Komentar:

1. Dua ruang kontak dari ukuran yang dirancang harus disediakan untuk redundansi.

2. Karena estimasi awal t0 berdasar pada dosis 2.0 mg/L bukan 2.3 mg/L t0 dihitung

sedikit lebih besar. Namun, konsentrasi limbah dari sel pertama merupakan

pendekatan, sehingga waktu penahanan tambahan memberikan faktor keamanan

yang kecil

3. Konsentrasi limbah yang digunakan untuk kontak diasumsikan bahwa air yang

melewati sel adalah konstan. Hal ini konservatif karena rata-rata sedikit lebih

tinggi.

Reaktor Kontak Ganda. Ketika kontraktor berurutan digunakan untuk memberikan

waktu kontak yang diperlukan untuk memenuhi persyaratan Ct, prosedur perhitungan diubah

kedalam perhitungan bertahap berikut:

1. Hitung nilai Ct di masing-masing pintu keluar rekator berurutan menggunakan

konsentrasi residual disinfektan pada saat itu.

2. Cari Ct yang dibutuhkan 3 log (99,9%) atau 4 log (99,99%) dari tabel Ct EPA

yang sesuai berdasarkan pH dan suhu air.

3. Hitung rasio inakticasi, yaitu Ctcalc / Ct99.9 atau Ctcalc / Ct99.99.

4. Hitung estimasi log inaktivasi dengan lengalikan rasio yang dihitung pada

langkah 3 dengan 3 untuk Giardia dan 4 untuk virus karena kebutuhan untuk 3

log dan 4 log inaktivasi, masing-masing.

5. Jumlahkan segmen inaktivasi untuk menentukan sistem totallog inaktivasi.

Proses ini ditampilkan pada Contoh 10-9.

Contoh 10-9. Estimasikan total log inaktivasi untuk Giardia pada kontak disinfektan didalam

kolam kontak dengan pipa dijelaskan dibawah. Suhu air adalah 5oC dan pH kedua reaktor 7.5.

Reaktor t10 waktu kontak Sisa klorin, mg/L

Clearwell

Pipa

67 menit

53 menit

1.0

0.6

Sisa klorin diukur ketika keluar dari reaktor.

Penyelesaian:

a. Hitung Ct untuk clearwell.

Ctcalc=(1.0 mg / L ) (67 menit )=67 mg . menit /L

b. Temukan Ct99.9 dari Lampiran D. Pada suhu 5oC, pH = 7.5, dan C = 1.0 mg/L,

Ct99.9 adalah 179 mg.menit/L.

c. Hitung Ctcalc / Ct99.9.

Ctcalc

Ct99.9

= 67 mg.menit / L179 mg . menit /L

=0.374 atau0.37

d. Hitung Ct untuk pipa.

Ctcalc=(0.6 mg /L ) ¿

e. Temukan Ct99.9 untuk Giardia dari Lampiran D. Pada uhu 5oC, pH =7.5 dan C =

0.6 mg/L, Ct99.9 adalah 171 mg.menit/L.

f. Hitung Ctcalc / Ct99.9.

Ctcalc

Ct99.9

=31.8 mg . menit / L171 mg . menit /L

=0.186 atau0.19

g. Jumlah dari Ctcalc / Ct99.9 adalah 0.37 + 0.19 = 0.56. sehingga log penurunan

(3 log ) (Ctcalc /Ct99.9 )= (3 ) ( 0.56 )

= 1.7 log inaktivasi Giardia

Komentar. Catatan waktu yang digunakan adalah t10 dan bukan waktu residensi hidrolik.

10-3 Desinfetsi Darurat

Ketika bencana alam seperti banjir, tornado, dan badai terjadi atau ketika sistem pengolahan

disinfeksi air gagal, tindakan pencegahan darurat yang perlu dilakukan adalah dalam

penyebaran penyakit.

Dalam kasus bencana alam, pertimbangan air mendidih juga harus diberikan. Selain

itu, pengolahan air lain untuk mencuci tangan dan perlatan juga dianjurkan. Air jernih dapat

diperoleh dengan penyaringan melalui air bersih. Air jernih dapat diperoleh dengan

penyaringan melalui kain bersih. Desinfeksi air jernih dapat dilakukan dengan pemutih rumah

tangga. Secara umum, pemutih rumah tangga komersial mengandung 5,2% (52.000 mg/L)

NaOCl. Dua sampai empat tetes pemutih rumah tangga per liter air akan memberikan langkah

perlindungan. Air rebusan harus disimpan di dalam wadah yang telah dibersihkan dengan air

panas atau air yang sudah didesinfeksi.

Untuk jangka waktu panjang tanpa adanya pasokan air umum, pertimbangan juga

harus mencakup petunjuk untuk mengubur limbah kotoran dan mencuci tangan pada air

panas atau didesinfeksi. Wabah yang mengikuti bencana alam sering menyatakan kehidupan

lebih dari bencan, karena langkah-langkah sederhana ini tidak dilakukan.

10-4 Fluoridasi

Pendahuluan

Ketika konsentrasi fluoride alami terlalu rendah untuk mencegah kerusakan gigi, maka

fluoride akan ditambahkan ke dalam pasokan air. Ketika menghasilkan bintik-bintik karena

terlalu tinggi, maka fluoride akan dihapus dari air. Pembahasan dalam bab ini difokuskan

pada peningkatan konsentrasi untuk mencegah kerusakan gigi.

Fluoridasi Secara Kimia

Tiga senyawa fluorida yang sering digunakan adalah natrium fluoride (NaF), asam

fluorosilcic (H2SiF6), dan natrium fluorosilikat (Na2SiF6). Standar American Water

Work )AWWA untuk senyawa ini adalah:

Standar AWWA B701 untuk natrium fluorida.

Standar AWWA B702 untuk natrium fluorosilikat.

Standar AWWA B703 untuk asam fluorosilicic

Sodium florida. ketika ditambahkan kedalam air, NaF memisahkan diri kedalam ion sodium

dan florida :

(10-32)

Pada temperatur umum ditemukan dalam pengolahan air, kelarutan 4 g/100 ml air. Standar

kelas NaF memiliki pH larutan sekitar 7,6. Kelas komersial NaF memiliki nominal

kemurnian 98 persen (AWWA, 2004).

Asam Fluorosilicic. Konsentrasi umum dari H2SIF6 yang digunakan dalam pengolahan air

adalah 23-25 persen larutan cairan. Dalam air, H2SIF6 memisahkan diri hampir 100 persen

untuk membentuk asam hidrofluoric dan silikon tetrafluorida.

(10-33)

Asam hidroflouric berdisosiasi :

(10-34)

Pada konsentrasi tinggi, SIF4 akan menguap keluar dari larutan. Pada dosis normal

pengolahan air, SIF4 bereaksi dengan air membentuk asam silikat (H2SiO3) atau silikon

dioksida (SiO2) :

(10-35)

(10-36)

Semua larutan asam fluorosilicic menunjukkan pH sekitar 1,2. Kelas komersial asam

fluorosilicic memiliki kemurnian nominal 23 persen dan titik beku -16oC (AWWA, 2004).

Sodium Fluorosilika. Ketika dilarutkan dalam air, Na2SIF6 berdisosiasi :

(10-37)

Reaksi umum dari SiF6 adalah hidrolisis :

(10-38)

Jalur alternatif disosiasi lambat untuk membentuk F- dan silikon tetrafluorida :

(10-39)

Nilai pH dari larutan umumnya sekitar 3,6. Kelas komersial sodium fluorosilika memiliki kemurnian nominal 98,5 persen (AWWA, 2004).

Ion fluoride tersedia. Ion fluoride yang tersedia adalah fraksi berat fluoride dalam senyawa :

(10-40)

fluoride tersedia sebagai persen dari senyawa kelas komersial

(10-41)

Praktek fluoridation

Dosis. Dosis adalah jumlah bahan kimia fluoride untuk mencapai tingkat optimal fluoride

untuk mencegah kerusakan gigi. Awalnya, tingkat diperoleh dengan pemeriksaan gigi ribuan

anak yang tinggal di berbagai tempat dengan tingkat fluoride yang berbeda. Pada awal

penelitian Variasi yang terkait dengan suhu udara lokal, yang memiliki hubungan langsung

dengan jumlah air yang dikonsumsi anak pada usia yang berbeda (Reeves, 1999). Divisi

Kesehatan Oral dari Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit (CDC) mengembangkan

skema optimal berdasarkan lima-tahun rata-rata tahunan suhu harian maksimum. Ekspresi

berikut, bila dihitung ke satu titik desimal, merangkum presentasi tabular yang ditemukan di

AWWA Pedoman M4 :

(10-42)

Dimana Dosis = konsentrasi fluoride, mg / L

T = rata-rata tahunan suhu harian maksimum, oC

Rentang konsentrasi yang diterima dari 0,1 mg / L di bawah dosis sampai 0,4 mg / L di atas

dosis (AWWA, 2004). Dosis yang digunakan adalah dosis yang dihitung menggunakan

Persamaan 10-40 untuk konsentrasi fluoride.

Pakan Sistem. Sistem fluoridasi sederhana didasarkan pada asam fluorosilicic. Asam ini

diberikan pada karbon. Ini diatur pada skala platform, yang digunakan untuk memantau

dosis. piston, diafragma, atau peristaltik pompa yang terbuat dari polyvinyl chloride (PVC)

atau polypropylene digunakan untuk menyuntikkan asam fluorosilicic ke dalam aliran air

utama. Sebuah pemutus vakum digunakan untuk mencegah air dari utama yang tersedot ke

dalam sistem pakan.

Sebuah natrium fluorida saturator (Gambar 13-15) adalah sistem sederhana yang

dapat digunakan untuk tanaman up menjadi 50.000 m3/d. Sodium fluoride dari tas ditransfer

ke tangki dan dilarutkan. Pompa pemilihan dan penggunaan pemutus vakum adalah sama

dengan untuk asam fluorosilicic. Tangki pencampuran harus tahan korosi. Pasokan air harus

melunak karena pengendapan fluoride sebagai CaF akan mengurangi dosis.

Makan kering natrium fluorida fluorosilicate atau natrium mungkin baik oleh

gravimetri atau volumetrik pengumpan ke tangki pelarutan. Larutan tersebut kemudian

diangkut ke aliran air utama dengan baik gravitasi atau pompa.

Untuk tanaman terkecil (3.000 m3/d), Pakan solusi dari Guci biasanya dipilih. Untuk

tanaman dalam kisaran menengah (3.000 sampai 10.000 m3/d), solusi fluoride manual atau

otomatis persiapan dalam saturator yang umumnya dipilih. Sistem pakan kering umumnya

ditemukan pada tumbuhan

Gambar 10-15

Sodium fluoride saturator. NaF ditambahkan secara manual dari tas untuk mempersiapkan solusinya.

Tangki Polyethylene memiliki volume sekitar 200 L. (Sumber: AWWA, 2004)

memiliki tingkat aliran tinggi. Pengumpan volumetrik akan memberikan pelayanan yang

memuaskan bagi arus serendah 500 m3/d namun lebih sering digunakan ketika natrium

fluorosilicate adalah sumber fluoride dan laju alir lebih dari 10.000 m3/d. Untuk tanaman

yang besar (10.000 m3/d) Menggunakan sodium fluorida, pengumpan gravimetri sesuai

(AWWA, 2004).

Pakan Point. Senyawa fluorida harus diberi makan setelah filtrasi konvensional atau

pelunakan. Makanan fluoride hulu koagulasi / flokulasi senyawa, menetap, dan hasil filtrasi

di penurunan yang signifikan dalam penghapusan TOC, clarifier kinerja, overloading dari

filter dan kehilangan hingga 40 persen dari dosis fluoride yang diterapkan ((Pommerenk dan

Schafran, 2002). Dalam pelunakan tanaman fluoride akan mengendap sebagai CaF jika

diperkenalkan sebelum penyaringan melunak air.

Tindakan Pengamanan. Kesempatan terbesar untuk eksposur untuk mengeringkan bahan

kimia fluoride berasal dari menghirup debu yang dihasilkan ketika hopper pengumpan sedang

diisi. Asap dari fluorosilicic asam sangat beracun. Selama mengisi operasi, operator harus

memakai respirator disetujui oleh Institut Nasional untuk Keselamatan dan Kesehatan

(NIOSH), percikan-bukti keselamatan kacamata, celemek, dan sarung tangan karet. Sebuah

kamar mandi banjir dan pencuci mata harus dipasang di ruang di mana bahan kimia

fluoridation digunakan atau disimpan. Air lelah dari fluoride yang penanganan peralatan

harus discharge melalui filter debu ke atmosfer luar bangunan (GLUMRB, 2003). Asam

fluorosilicic tidak boleh disimpan keluar dari pintu. Paparan sinar matahari akan

menyebabkan membangun tekanan dalam wadah. Paparan suhu di bawah 16 C akan?

Mengakibatkan pembekuan dan potensial kontainer pecah. Pembagian limbah solid state

harus dikonsultasikan untuk prosedur yang tepat untuk pembuangan kontainer kosong

fluoride dan / atau tas. Wadah asam fluorosilicic tidak boleh digunakan kembali (AWWA,

2004).

Contoh 10-10. Menentukan tingkat kimia pakan untuk sodium fluorosilicate di g/min

sebagai senyawa dan dalam mL/menit dari solusi jenuh untuk kondisi berikut:

Rata-rata harian maksimum udara temperatue = 18 C

Alami konsentrasi fluoride = 0,2 mg / L

Komersial kemurnian Na2SIF6 = 95%

Kelarutan = 0,762 g/100 mL Laju alir = 158 m3/h

Solusi :

a. Tentukan tingkat fluoride yang optimal dengan menggunakan Persamaan 10-42.

b. Menentukan dosis yang akan ditambahkan ke konsentrasi latar belakang alam

c. Hitung ion fluoride yang tersedia di Na2SIF6

d. Hitung laju pakan missal

e. Tingkat larutan umpan :

Komentar :

1. Faktor dari 0,95 pada langkah (d) adalah kemurnian.

2. Tingkat umpan solusi adalah tingkat pakan massa dibagi dengan kelarutan natrium

fluorosilicate.

10-5 OPERASI DAN PEMELIHARAAN

Aktivitas khas dari O & M :

• pengukuran rutin dari residu pabrik dan sistem distribusi untuk menjamin pemenuhan

peraturan

yang berlaku.

• harian, mingguan, dan bulanan pemeliharaan preventif sangat penting karena bahan kimia

bersifat korosif dan kegagalan dapat mengakibatkan cedera bencana dan kerusakan fasilitas.

• latihan tindakan korektif dan pemeliharaan peralatan dan bahan kimia untuk kebocoran.

• pelatihan keselamatan "hands-on" berkala

10-7 MASALAH

10-1. Apa yang dimaksud dengan pH air pada 25oC yang mengandung 0,50 mg / L asam

hypochlorous? Kesetimbangan dianggap telah dicapai. Mengabaikan disosiasi air.

Meskipun tidak dapat dibenarkan oleh data yang tersedia, laporkan jawaban untuk dua

desimal.

10-2. Jika pH pada Soal 10-1 disesuaikan dengan 7,00, apa yang akan terjadi pada

konsentrasi OCL- dalam mg / L?

10-3. Perkirakan tingkat pakan massa (g / min) dari HOCl dan NH3 untuk mencapai suatu

residual monochloramine dari 1,8 mg / L dalam laju aliran 38.000 m 3 / d.

10-4. Perkirakan tingkat pakan massa (g / min) Cl 2 dan NH3 untuk mencapai suatu

monochloramine sisa 2,0 mg / L dalam tingkat aliran 1.700 m 3 / d.

10-5. Perkirakan persen klorin yang tersedia dalam kapur klor (CaOCl2).

10-6. Perkirakan persen klorin yang tersedia dalam monochloramine.

10-7. Perkirakan persen klorin persen yang tersedia dalam dichloramine.

10-8. Berdasarkan analisis hidrolik, kota Longview telah menetapkan bahwa waktu

perjalanan air yang akan dibawa ke pelanggan yang paling jauh adalah 26 jam. Sebuah

penelitian laboratorium kerusakan klorin dalam air disaring menghasilkan hasil yang

ditunjukkan di bawah ini. Apakah dosis klorin diperlukan untuk mempertahankan sisa

klorin dari 0,5 mg / L pada pelanggan.Gunakan program spreadsheet untuk

menentukan konstan kerusakan.

Penelitian laboratorium

10-9. Karena TOC tinggi dalam air baku, kota Nome telah meminta perusahaan Anda untuk

mengevaluasi kelayakan dari penggunaan klorin dioksida sebagai disinfektan utama.

Keprihatinan utilitas adalah potensi untuk keluhan bau yang dilaporkan terjadi di

konsentrasi yang lebih besar dari 0,1 mg / L (Hoehn, dkk., 2003). Data berikut ini telah

disediakan oleh utilitas. Apa dosis maksimum yang dapat mereka terapkan tanpa

menyebabkan keluhan bau? Gunakan program spreadsheet yang telah ditulis untuk

menentukan membusuk konstan dan menggunakannya untuk memperkirakan dosis

maksimum. Abaikan ClO2 awal permintaan dalam menentukan pembusukan konstan.

Contact ruang penahanan kali

100 menit di Q min

42 menit pada Q max

Penelitian laboratorium

10-10.Dua pilihan yang tersedia dalam desain tangki penyimpanan untuk sodium hipoklorit:

satu tangki untuk mengadakan pasokan 60-hari atau dua tangki, masing-masing untuk

mengadakan pasokan 30-hari. Itu perumahan ruang tank akan memiliki suhu

maksimum 25oC di musim panas. Pemasok akan menyediakan baik NaOCl 15,89%

atau NaOCl 7,93%. Biaya Unit ($/Mg dari klorin tersedia) dari solusi yang lebih encer

lebih tinggi daripada lebih terkonsentrasi solusi. Klien telah mengindikasikan bahwa,

dari sudut pandang operasional pandang, jadwal memasok 60-hari adalah lebih baik.

Data peluruhan untuk dua solusi telah disiapkan oleh laboratorium independen

terkemuka. Hal ini ditunjukkan di bawah ini. Gunakan program spreadsheet yang telah

ditulis untuk menentukan konstanta laju, dan menentukan konsentrasi larutan masing-

masing pada 60 hari. Menganalisis data dan membuat rekomendasi desain untuk klien

Anda.

Data kerusakan NaOCl dalam mg/L pada 25oC.

10-11. Menggunakan U.S EPA’AS tabel Ct, plot garis Ct pada salinan Gambar 13-5 untuk

berikut kondisi: Giardia inaktivasi oleh klorin bebas, inaktivasi 99,9%, 10oC, pH = 7.0.

10-12. Kode Peraturan Federal menyediakan tabel nilai Ct untuk inaktivasi 99,9% pada

berbagai suhu dan nilai pH (10 CFR 141.74 dan 10 CFR 141,720). Untuk menentukan

nilai Ct selama persentase inaktivasi, persamaan berikut ini disarankan dalam Manual

Bimbingan (US EPA, 1991) :

Metode lain untuk menentukan kredit log inaktivasi pada menengah atau ekstrapolasi

nilai adalah dengan menggunakan hukum Chick-Watson. Menggunakan spreadsheet

telah Anda tulis dan data berikut dari Manual Bimbingan, menentukan tingkat

inaktivasi konstan dan menentukan kesalahan persen di Ct memperkirakan untuk

inaktivasi 94,38% dari Giardia dengan klorin pada suhu 10oC dan pH 7,0. Data berikut

diekstraksi dari Manual Bimbingan pada suhu 10oC, pH 7,0, dan dosis klorin dari 1,6

mg / L.

10-13.Air Lakeview pengolahan sedang mempertimbangkan penggunaan klorin dioksida

sebagai desinfektan primer karena TOC tinggi dalam air baku. Tanaman membutuhkan

kredit log dari 1,0 untuk memenuhi persyaratan inaktivasi Cryptosporidium. Untuk

menghindari masalah rasa dan bau, dosis klorin tidak boleh melebihi 2,3 mg/L. ClO2

akan tertutup pada akhir kepala pabrik untuk mencapai waktu penahanan 150 min.

Atasan Anda telah meminta Anda untuk memeriksa ClO2 dosis pada suhu air rata-rata

baku dari 10oC, dan pada suhu dingin minimum 1.5oC, dan menasihatinya pada

potensi masalah bau. Asumsikan laju alir dan waktu penahanan adalah yang sama

pada kedua suhu.

10-14.Pilih disinfektan utama untuk desa Sleepy Hollow, yang menggunakan air tanah untuk

pasokan airnya. Laju aliran desain adalah 7.600 m3/d. Air melunak oleh pertukaran ion.

Waktu untuk air untuk mencapai pelanggan yang paling jauh minimal Permintaan laju

alir adalah enam jam. Analisis air tanah ditunjukkan di bawah ini.

Analisis tanah berongga Sleepy

10-15.Pilih desinfektan primer dan sekunder untuk kota Hard Times, yang menggunakan

Sungai Verde untuk pasokan airnya. Laju aliran desain adalah 30.600 m3/d. Itu air

diobati dengan koagulasi konvensional, sedimentasi, dan filtrasi. Waktu untuk air

untuk mencapai pelanggan yang paling jauh pada laju aliran permintaan minimum 62

jam. Analisis air sungai verde ditunjukkan di bawah ini.

Analisis air sungai verde

10-16.Desain memanjang-kelok klorin ruang kontak untuk aliran desain 38.400 m3/d. T yang

dibutuhkan untuk mencapai 10 Ct dari 165 adalah 82,8 menit. asumsikan bahwa

Gambar 10-12 berlaku dan bahwa kriteria desain adalah kinerja t10/t0 = 0,8. Gunakan H

= 3 W untuk perkiraan tinggi.

10-17.Mengolah Soal 10-16 dengan asumsi bahwa ruang kontak klorin diikuti oleh pipa

distribusi yang dapat digunakan sebagai ruang kontak. Ini adalah lurus pipa 300 mm,

dan memiliki koneksi tidak ada layanan untuk 1,0 km. Menganggap t10/t0 = 1.0 untuk

pipa.

10-18.Desain lintas-bingung ozon ruang kontak serpentin untuk aliran desain 38.400 m3/d. T

yang dibutuhkan untuk mencapai 10 Ct dari 30 adalah 15 menit, dan urutan kedua laju

konstan bertekad untuk menjadi 3,5 L/mol·s. Asumsikan bahwa Gambar 10-12 berlaku

dan bahwa kriteria desain adalah kinerja t10/t0 = 0,8. Juga menganggap kedalaman 6,0

m dan H = 4 L.

10-19.Menggunakan fluoride sebagai pelacak, data berikut dikumpulkan untuk menentukan

t10 untuk Clearwell penyimpanan yang mengikuti sebuah pabrik pengolahan.

Konsentrasi baku air fluoride adalah 0,2 mg/L. Dosis fluoride untuk studi tracer adalah

2,0 mg/L. Benar konsentrasi pelacak diukur fluoride untuk menjelaskan konsentrasi air

baku, dan menghitung rasio C/C0 untuk setiap titik data. Menggunakan program

spreadsheet, Plot C/C0 terhadap waktu, dan menentukan t10 dengan membaca grafik di

C/C0 = 0.10

10-20.Desa Box Pertandingan yang menggunakan saringan pasir lambat diikuti oleh

klorinasi. Itu effluent filter memiliki kekeruhan pada kisaran 0,4-0,6 NTU. Klor

ditambahkan ke 265 m3Clearwell. Pipa diameter 100 mm ke pelanggan pertama adalah

500 m panjang. Konsentrasi residu klorin di Clearwell dan pipa yang 1,6 dan 1,0 mg/L,

masing-masing. The Clearwell dianggap memiliki sangat miskin Peringkat kinerja

karena kekurangan membingungkan. Pipa ini dianggap memiliki hampir sempurna

peringkat kinerja. Tentukan Giardia log-inaktivasi pada suhu 10oC dan pH 7,5. Laju

alir puncak 0,38 m3/min (diadaptasi dari Lin, 2001)

10-21.Kota Wallowa telah meminta perusahaan Anda untuk mengevaluasi fasilitas

pengolahan air mereka untuk memenuhi persyaratan aturan untuk perawatan

permukaan air (LT2ESWTR) untuk Cryptosporidium, Giardia, dan virus. Kapasitas

desain pabrik adalah 3.800 m3/d. Kondisi musim dingin telah dipilih sebagai kritis.

Dari data tanaman, pH 8,0 dan suhu 5oC. Air itu dirawat di struktur asupan dengan

klorin dioksida untuk mengoksidasi bahan organik. Tidak ada residu klorin dioksida

setelah permintaan puas. Klorin gas ditambahkan pada intake dan pada limbah line dari

filtrasi sebelum air masuk Clearwell tersebut. Amonia ditambahkan pada inlet ke

Clearwell untuk membentuk chloramine. Sambungan layanan pertama segera

berdekatan dengan pabrik. Data berikut merupakan perwakilan dari kualitas air baku

untuk mikroorganisme yang menjadi perhatian :

Analisis air sungai wallowa

Data yang diperoleh dari survey pabrik :

Pabrik pengolahan air wallowa

10-22.Desa Sleepy Hollow (Soal 10-14) telah memilih hipoklorit natrium nya disinfektan.

Badan Pengatur telah memberi mereka kredit untuk 3-log Cryptosporidium ookista, 2-

log Giardia kista, dan 2-log penghapusan virus oleh proses pengobatan. NaOCl adalah

untuk ditambahkan sebelum ke 300 m 3 Clearwell. The Clearwell ini unbaffled. Itu air

yang diolah memiliki pH 7,5 dan suhu musim dingin 5oC. layanan pertama berdekatan

dengan pabrik. Merancang suatu sistem desinfeksi untuk Sleepy Hollow. Menganggap

dosis klorin dari 1,2 mg / L dan preferensi klien untuk ruang kontak dengan atasan

kinerja. Memberikan berikut untuk desain: (1) Ct tambahan yang diperlukan untuk

memenuhi LT2ESWTR, (2) kontak desain ruang untuk mencapai Ct, (3) melihat

rencana dengan dimensi.

10-23.Kota Hard Times (Soal 10-15) telah memilih ozon sebagai disinfektan utama dan

chloramine (NaOCl NH3-) sebagai disinfektan sekunder. PH air memasuki ruang

kontak akan 7,0, dan suhu air dingin akan Desain 5oC. sistem desinfeksi untuk Hard

Times. Asumsikan dosis ozon sidang dari 2,5 mg / L dan tingkat urutan kedua konstan

6,0×10-3 L/mg·min dan klien preferensi untuk ruang kontak dengan kinerja yang

unggul. Sediakan berikut untuk desain: (1) Ct tambahan yang diperlukan untuk

memenuhi LT2ESWTR, (2) kontak chamber desain untuk mencapai Ct, (3) Rencana

tampilan dengan dimensi, dan (4) tingkat pakan dan NaOCl amonia (g / min) untuk

mencapai dosis dichloramine dari 1,6 mg / L.

10-24.Kota Ten Sleep mengusulkan untuk menggunakan Danau kawah untuk pasokan airnya.

Rencananya adalah untuk mengobati 3.500 m3/d dengan penyaringan langsung.

Pelanggan pertama berdekatan dengan pabrik. Itu analisis air baku ditunjukkan di

bawah ini. Dewan kota prihatin tentang keselamatan dan kurangnya tenaga terampil

operasi. Ruang yang tersedia di situs ini dibatasi.

1. Tentukan penghapusan total / inaktivasi diperlukan.

2. Tentukan kredit untuk penghapusan fisik.

3. Tentukan kredit yang diperlukan untuk inaktivasi oleh desinfeksi.

4. Pilih disinfektan utama.

5. Tentukan Ct diperlukan untuk mencapai inaktivasi yang diperlukan untuk kondisi

desain (pH, suhu).

Analisis air kawah danau

10-25.Sebuah 76.000 m3/d tanaman filtrasi langsung menerapkan klorin bebas sebagai

disinfektan pada dosis 2,0 mg / L. Aliran rendah mereka adalah 19.000 m3/d. Analisis

air mereka adalah sama seperti yang untuk Danau kawah (Soal 10-24). Untuk

menghemat uang, mereka ingin mengurangi dosis klorin pada aliran rendah. The 10 t

chamber kontak mereka adalah 27,5 menit di bawah kondisi aliran puncak (pH 7,0 dan

5oC). Periksa operasi pabrik untuk mengkonfirmasi bahwa mereka memenuhi

persyaratan desinfeksi LT2ESWTR, dan menentukan apa dosis mereka harus gunakan

di aliran rendah.

10-26.Menentukan tingkat kimia pakan untuk asam fluorosilicic dalam mL / menit untuk

berikut kondisi :

Rata-rata harian maksimum udara 10 C

Konsentrasi alami fluoride = 0,1 mg / L

Laju alir = 794 m 3 / h

Asumsikan berat jenis asam fluorosilicic adalah 1,27.

10-27.Menentukan tingkat kimia pakan untuk natrium fluorida dari saturator dalam mL /

menit untuk kondisi berikut :

Rata-rata harian maksimum suhu udara 25 C

konsentrasi alami fluoride = 0,2 mg / L

Laju alir = 318 m 3 / h

Asumsikan kelarutan natrium fluorida adalah 42 g / L dan kemurnian adalah 93%.

10-8 DISKUSI PERTANYAAN

10-1. Menggunakan EPA tabel Ct pada suhu 10oC dan pH 7,0, membahas relatif efektivitas

klorin, chloramines, klor dioksida, dan ozon sebagai suatu Giardia disinfektan.

10-2. Salah satu usulan untuk mengobati air di negara-negara berkembang adalah untuk

keluarga individu untuk menggunakan, kecil buatan saringan pasir lambat diikuti oleh

penyimpanan air yang disaring dalam Botol plastik bening terkena sinar matahari

selama sehari. Jelaskan tujuan dari saringan pasir dan mekanisme yang disinfects air.

10-3. Berdasarkan prinsip-prinsip reaktor neraca massa, menjelaskan mengapa aliran plug

disukai melalui tercampur reaktor untuk desinfeksi.

10-4. Seorang pegawai baru telah mengusulkan menggunakan desinfeksi klorin aliran

vertikal serpentine ruang ketimbang yang memanjang-aliran ruang klorin serpentin

untuk menghemat ruang. Apakah Anda setuju dengan usulan ini? Jelaskan alasan

Anda.