Upload
wicky-wallay
View
290
Download
9
Embed Size (px)
Citation preview
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.