BAB VI

Bab VI DesinfeksiVI - 7

BAB VI

DESINFEKSI6.1. UmumAir yang telah disaring di unit filtrasi pada prinsipnya sudah memenuhi standar kualitas tetapi untuk keperluan menghindari kontaminasi air oleh mikroorganisme selama penyimpanan dan pendistribusian perlu dilakukan proses desinfeksi. Desinfeksi yang umum digunakan adalah dengan cara klorinasi, walaupun ada beberapa cara lain seperti dengan ozon dan ultra violet (UV) yang jarang digunakan. Sebagai desinfektan, pembubuhan klorin dilakukan di lokasi reservoir (akhir proses pengolahan) dan disebut sebagai postklorinasi. Metode pembubuhan klorin dapat dilakukan dengan cara gravitasi atau dengan pompa pembubuh. (Darmasetiawan, 2001)

Keefektifan desinfektan dalam membunuh mikroorganisme tergantung pada (AWWA, 1997) :

1. Jenis desinfektan yang digunakan

2. Konsentrasi residu desinfektan

3. Waktu dimana air kontak dengan desinfektan

4. Temperatur air

5. pH air, yang mempunyai pengaruh dalam mengnon-aktifkan apabila klorin digunakan.

Sedangkan menurut Al-layla (1980), desinfektan yang digunakan dalam desinfeksi haruslah :

1. Dapat mematikan semua jenis organisme patogen.

2. Ekonomis dan dapat dilaksanakan dengan mudah

3. Tidak menyebabkan air menjadi toksik dan berasa

4. Dosis diperhitungkan agar terdapat residu untuk mengatasi adanya kontaminan dalam bakteri.

Metode-metode desinfeksi yang sering digunakan (Reynolds, 1982):

a. Klorinasi

Klorin merupakan senyawa yang paling sering digunakan sebagai desinfektan. Sebagai oksidan klorin dipakai untuk mengoksidasi Fe dan Mn, menghilangkan rasa, warna dan amonia nitrogen dalam air. Klorin yang digunakan umumnya berupa gas klorin atau klorin cair atau senyawa klorin yang terdiri dari CaOCl2 dan Ca(OCl)2. Klorin bereaksi dengan air pada pH 5 dan 6 akan membentuk hypochlorous dan hydrochloric acids.

Cl2 + H2O ( HOCl + HCl

HOCl ( H + Cl-

Ca(OCl)2 + 2H2O ( Ca++ + H2O + 2OCl=

Senyawa klor dapat mematikan bakteri karena oksigen yang terbebaskan dari senyawa asam hypochlorous mengoksidasi beberapa bagian yang penting dari sel bakteri sehingga rusak.

b. Ozonisasi

Merupakan oksidan yang sangat kuat lebih kuat dibanding asam hipoklorit. Air yang diozonisasi dilewatkan pada filter arang aktif yang bertindak sebagai kontraktor biologis agar organisme saphropit membongkar zat yang terbongkar secara biologis.

c. Klorin dioksida

Kekuatannya melebihi klorin. Prinsip desinfeksi ini tidak lain dimaksudkan untuk memperoleh klorin bebas, sedang ClO2 bebas bertahan melebihi HClO. Pada disinfeksi terminal dosis antara 0,1-3 mg/l dan untuk menghilangkan bau dan rasa dosis dipakai sampai 10 mg/l/hari.

d. Pemanasan Ultra Violet

Digunakan dalam skala besar dan kecil. Sangat efektif dalam mendesinfeksi baik terhadap air maupun air buangan. Berdasarkan pertimbangan teknik, maka desinfeksi yang menggunakan metode ini masih memerlukan sisa klor dalam pengolahan. Derajat aktifitas ultra violet yaitu pada intensitas radiasi sampai menyentuh organisme yang akan dibunuh.

6.2. Klorinasi

Senyawa klor dapat mematikan mikroorganisme dalam air karena oksigen yang terbebaskan dari senyawa asam hypochlorous mengoksidasi beberapa bagian yang penting dari sel-sel bakteri sehingga rusak.

Teori lain menyatakan bahwa proses pembunuhan bakteri oleh senyawa chlor, selain oleh oksigen bebas juga disebabkan oleh pengaruh langsung senyawa chlor yang bereaksi dengan protoplasma. Beberapa Percoban menyebutkan bahwa kematian mikroorganisme disebabkan reaksi kimia antara asam hipoklorus dengan enzim pada sel bakteri sehingga metabolismenya terganggu.(Darmasetiawan, Martin, 2001)

Faktor yang mempengaruhi efisiensi desinfeksi adalah :

Waktu kontak

Konsentrasi desinfektan

Jumlah mikroorganisme

Temperatur air

PH

Adanya senyawa lain di dalam air

Senyawa klor yang sering digunakan sebagai desinfektan adalah hipoclorit dari kalsium dsn natrium, kloroamin, klor dioksida, dan senyawa komplek dari klor.

Tabel 6.1. Senyawa Desinfektan Klor

SenyawaMol equivalen klorPersen berat klor

Cl2CaClOCl

Ca(OCl)2NH2Cl

NHCl2HOCl

NaOClCl2Cl22Cl2Cl22Cl2Cl2Cl2100

56

99.2

138

165

135.4

95.4

Senyawa klor dalam air akan bereaksi dengan senyawa organik maupun anorganik tertentu membentuk senyawa baru. Beberapa bagian klor akan tersisa yang disebut sisa klor. Pada mulanya sisa klor merupakan klor terikat, selanjutnya jika dosis klor ditambah maka sisa klor terikat akan semakin besar, dan pada suatu ketika tercapai kondisi break point chlorination. Penambahan dosis klor setelah titik ini akan memberi sisa klor yang sebanding dengan penambahan klor.(Darmasetiawan, Martin, 2001)

Keuntungan dicapainya break point yaitu :

Senyawa ammonium teroksidir sempurna

Mematikan bakteri patogen secara sempurna

Mencegah pertumbuhan lumut

Proses klorinasi dapat terjadi sebagai berikut :

a. Penambahan klor pada air yang mengandung senyawa nitrogen akan membentuk senyawa kloramine yang disebut klor terikat. Pembentukan klor terikat ini bergantung pada pH, pada pH normal klor terikat (NCl3) tidak akan terbentuk kecuali jika break point telah terlampaui.

NH3 + HOCl NH2Cl + H2O

NH2Cl + HOCl N HCl2 + H2O

NHCl2 + HOCl NCl2 + H2O

b. Pada air yang bebas senyawa organic akan terbentuk klor bebas yaitu asam hipoklorus (HOCl) dan ion hipoklorit (OCl), yang berfungsi dalam proses desinfeksi.

Cl2 + H2O ( HOCl + H+ + Cl

HOCl ( H+ + OCl

Kondisi optimum untuk proses desinfeksi adalah jika hanya terdapat HOCl, adanya OCl akan kurang menguntungkan. Kondisi optimum ini dapat tercapai pada pH < 5.

Dosis klorin yang dibubuhkan harus cukup untuk menghasilkan sisa klor minimum 0,2 mg/l di akhir distribusi. (Kep Menkes RI No: 907 / MENKES / SK / VII/2002). Sedangkan menurut Kawamura (1991), dosis pembubuhan klorin berkisar antara 1 5 mg/l dengan sisa klorin di reservoir 0,5 mg/l dan di distribusi 0,2 0,3 mg/l. Klorinasi dapat dilakukan dengan penambahan kaporit sebagai sumber klorinnya atau dengan gas Cl2.

Kriteria desain yang digunakan adalah:

Kandungan klorin dalam kaporit: 65 70%

Konsentrasi larutan

: 2%

(Fair & Geyer, 1968)

Massa jenis kaporit

: 80 98 gr/100 ml

Kandungan klorin dalam gas Cl2: > 99%

Massa jenis gas Cl2

: 1,47 gr/100 ml (0oC)

(Droste, 1997)

Contoh Perhitungan :

a. Perencanaan

Desinfeksi dengan kaporit Ca(OCl)2 Kadar chlor dalam kaporit= 60 %

kaporit

= 0,86 kg/L

Konsentrasi larutan

= 5 %

DPC

= 1,5 mg/L

Sisa chlor yang diharapkan = 0,5 mg/L

Pembuatan larutan kaporit= 3 kali sehari (8 jam sekali)

b. Perhitungan

Dosis chlor = DPC + sisa chlor = 1,5 + 0,5 = 2,0 mg/L

Kebutuhan kaporit

Debit kaporit :

Debit pelarut :

Debit larutan kaporit

c. Kehilangan Tekan

Direncanakan panjang pipa, Pp 1m dengan diameter, Dp = 1 inchi

Qpipa = 581,33 cc/menit

Kehilangan tekan dalam pipa

Kehilangan tekan pada pipa inlet, valve, dan outlet

d. Dimensi Bak Pelarut

Qor = Qpipa = 9,69 x 10-6 m3/dt

Diameter orifice, Dor = 1 x 10-3 m

Pada vor juga berlaku:

dengan

CV= koefisien kecepatan = 0,97

Hf = tinggi cairan + Ppipa

= H+ Pp

Volume bak

Luas permukaan:

Pbak= Lbak

e. Perhitungan pH

Dosis chlor yang digunakan 2,0 mg/L dengan kadar chlor dalam kaporit 60 %. Kaporit yang ditambahkan :

Reaksi yang terjadi

Dengan penambahan kaporit sebanyak 2,33 X 10-5 mol/L, akan terjadi penambahan :

[Ca2+] = 2,33 x 10-5 mol/L = 0,932 mg/L

[CO2] = 4,66 x 10-5 mol/L = 2,050 mg/L

[HCO3] = 4,66 x 10-5 mol/L = 2,843 mg/L

Konsentrasi pada awal air baku :

[Ca2+] = 5,78 mg/L

[CO2] = 0

[HCO3] = 31 mg/L

Konsentrasi HCO3 telah dihilangkan pada proses koagulasi-flokulasi, sehingga konsentrasi HCO3 pada proses desinfeksi adalah nol.

Konsentrasi di akhir proses desinfeksi :

[Ca2+] total = 5,78 + 0,932 = 6,712 mg/L

[CO2] total = 0 + 2,050 = 2,050 mg/L

[HCO3] total= 0 + 2,843 = 2,843 mg/L

Perhitungan ion strength ()

Tabel 6.2. Perhitungan Setelah Desinfeksi

IonKonsentrasi

(mg/L)BMCi

(mol/L)0,5 x Ci x zi2

Ca2+

Mg2+HCO3SO42ClNa+6,712

0

2,843

2,2

1,78

040

24

61

98

35,5

230,17 x 10-3

0

0,047 x 10-30,022 x 10-30,05 x 10-300,33 x 10-3

0

0,023 x 10-30,045 x 10-30,025 x 10-30

0,423 x 10-3

pH baru setelah proses desinfeksi masih masuk dalam range 7,5 8,5 yang diijinkan untuk air minum, sehingga tidak perlu melakukan proses netralisasi pH.

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum

_1149075075.unknown

_1149076863.unknown

_1149078197.unknown

_1149078264.unknown

_1151858635.unknown

_1149076899.unknown

_1149076468.unknown

_1149076728.unknown

_1149075675.unknown

_1149074954.unknown

_1149075002.unknown

_1088515073.unknown

_1088573725.unknown

_1149074371.unknown

_1088567491.unknown

_1088514423.unknown