kompresor

Pemampat atau kompresor adalah alat mekanik yang berfungsi untuk meningkatkan tekanan fluida mampu mampat, yaitu gas atau udara. tujuan meningkatkan tekanan dapat untuk mengalirkan atau kebutuhan proses dalam suatu system proses yang lebih besar (dapat system fisika maupun kimia contohnya pada pabrik-pabrik kimia untuk kebutuhan reaksi). Secara umum kompresor dibagi menjadi dua jenis yaitu dinamik dan perpindahan positif.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pergeseran Kesetimbangan

Pergeseran kesetimbangan dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor antara lain temperatur, konsentrasi, tekanan dan volume, penambahan zat lain. Namun dalam sub bab ini akan lebih difokuskan pada tiga faktor saja yaitu pengaruh temperatur, pengaruh konsentrasi, pengaruh tekanan dan volume. Apakah perlu dilakukan penambahan atau penurunan temperatur agar hasil suatu reaksi menjadi lebih besar ? Untuk meramalkan adanya gangguan luar yang dapat mempengaruhi letak kesetimbangan suatu reaksi, marilah kita kaji bagaimana penerapan azas Le Chatelier terhadap pengaruh atau gangguan dari luar tersebut sehingga dapat terjadi pergeseran kesetimbangan. ? Pengaruh temperatur
Sesuai dengan azas Le Chatelier, jika suhu atau temperatur suatu sistem kesetimbangan dinaikkan, maka reaksi sistem menurunkan temperatur, kesetimbangan akan bergeser ke pihak reaksi yang menyerap kalor (ke pihak reaksi endoterm). Sebaliknya jika suhu
diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke pihak reaksi eksoterm.
Perhatikanlah contoh berikut.
Ditentukan reaksi kesetimbangan :

Ke arah manakah kesetimbangan bergeser jika temperatur dinaikkan ?
Jawab :
Pada kenaikan temperatur, kesetimbangan bergeser ke pihak reaksi endoterm :
Pada kesetimbangan (1), reaksi bergeser ke kiri.
Pada kesetimbangan (2), reaksi bergeser ke kanan.
Perubahan konsentrasi, tekanan atau volume akan menyebabkan pergeseran reaksi tetapi tidak akan merubah nilai tetapan kesetimbangan. Hanya perubahan temperatur yang dapat
menyebabkan perubahan tetapan kesetimbangan.

Perhatikan percobaan dalam Gambar 5 berikut:
Jika temperatur dinaikkan, maka pada proses endotermik akan menyerap panas dari lingkungan sehingga membentuk molekul NO2 dari N2O4. Kesimpulannya, kenaikan temperatur akan menyebabkan reaksi bergeser kearah reaksi endotermik dan sebaliknya penurunan temperatur akan menyebabkan reaksi bergeser kearah reaksi eksotermik.

Pengaruh konsentrasi
Sesuai dengan azas Le Chatelier (Reaksi = – aksi) , jika konsentrasi salah satu komponen tersebut diperbesar, maka reaksi sistem akan mengurangi komponen tersebut. Sebaliknya, jika konsentrasi salah satu komponen diperkecil, maka reaksi sistem adalah menambah komponen itu. Oleh karena itu, pengaruh konsentrasi terhadap kesetimbangan berlangsung sebagaimana yang digambar pada tabel 1 berikut



Efek perubahan konsentrasi pada kesetimbangan dapat dilihat
pada Gambar 6.
Dari eksperimen tersebut diatas dapat ditarik simpulan bahwa kesetimbangan reaktan dan produk terdapat dalam sistem, kenaikan konsentrasi produk akan menyebabkan kesetimbangan bergeser kearah kiri dan penurunan konsentrasi produk akan menyebabkan
kesetimbangan bergeser ke arah kanan

? Pengaruh tekanan dan volume
Penambahan tekanan dengan cara memperkecil volume akan memperbesar konsentrasi semua komponen. Sesuai dengan azas Le Chatelier, maka sistem akan bereaksi dengan mengurangi tekanan. Sebagaimana anda ketahui, tekanan gas bergantung pada jumlah
molekul dan tidak bergantung pada jenis gas.
Oleh karena itu, untuk mengurangi tekanan maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah yang jumlah koefisiennya lebih kecil. Sebaliknya, jika tekanan dikurangi dengan cara memperbesar volume, maka sistem akan bereaksi dengan menambah tekanan dengan cara menambah jumlah molekul. Reaksi akan bergeser ke arah yang jumlah koefisiennya lebih besar.


Karena Qc > Kc maka reaksi akan bergeser kearah kiri. Dan sebaliknya penurunan tekanan (kenaikan volume) akan menyebabkan Qc < Kc sehingga reaksi akan bergeser kearah kanan. Berdasarkan uraian tersebut diatas, menunjukkan bahwa kenaikan tekanan menyebabkan reaksi bergeser kearah total mol gas yang kecil dan sebaliknya penurunan tekanan akan menyebabkan reaksi bergeser kearah total mol gas yang besar. Untuk reaksi yang tidak mempunyai selisih jumlah mol gas perubahan tekanan atau volume tidak akan meyebabkan perubahan dalam kestimbangan

refrense
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_fisika1/kesetimbangan_kimia/faktor-faktor-yang-mempengaruhi-pergeseran-kesetimbangan/

PENGARUH OZONISASI TERHADAP DOSIS KOAGULAN PADA PERUSAHAAN AIR MINUM DI REDLAND, AUSTRALIA

PENGARUH OZONISASI TERHADAP DOSIS KOAGULAN PADA PERUSAHAAN AIR MINUM DI REDLAND, AUSTRALIA
Oleh : Adi Mulyanto *)
Abstract
The experiments were conducted in the Environmental Engineering laboratory, Griffith University, Brisbane, Australia on samples provided by Redland Shire Council Waterworks. The result showed that ozonation has positive effect towards alum dosages as a coagulant. Ozone dosages were 2.86 ppm, 6.25 ppm, and 11.22 ppm, while alum dosages were 5 ppm, 10 ppm, and 15 ppm. Ca(OH)2 was utilized as pH regulator with the dosages in the range of 4 ppm – 12 ppm. Effects of ozonation on coagulant dosages were measured by color level expressed in Pt-Co units. Maximum color removal was 87% and 89% determined spectrophotometrically with the wavelength of 360 nm and 400 nm respectively.
Kata kunci: ozonisasi, ozonator, koagulan, pH, derajat warna.
*) Ajun Peneliti Muda bidang Teknologi Ramah Lingkungan untuk Industri Kecil Menengah dan
Daur Ulang Komponen Industri
1. PENDAHULUAN
Saat ini penerapan ozon tidak saja digunakan sebagai disinfektan di dalam pengolahan air, tetapi beberapa manfaat ozon telah dicoba untuk menghilangkan kontaminan yang dapat dioksidasi di dalam air, baik air untuk keperluan domestik maupun industri.
Di Australia banyak air permukaan yang dipakai sebagai bahan baku air minum berwarna kuning kecoklatan. Hal ini disebabkan karena adanya kandungan senyawa bahan organik komplek dari alam yang disebut sebagai senyawa humic. Warna adalah merupakan salah satu indikator yang menunjukkan bahwa air sudah mengalami polusi. Oleh karena itu, ada standard nilai warna yang harus dipenuhi. Standard warna tersebut dimuat di dalam tabel 1. (Bablon et al, 1991). Bahan baku air di Perusahaan Air Minum Pemerintah Daerah Redland mempunyai derajat warna tinggi karena kandungan senyawa humic. Senyawa ini dapat dihilangkan melalui proses koagulasi, pengendapan dan penyaringan. Kegunaan lain dari proses koagulasi adalah untuk mengurangi terbentuknya senyawa organik terchlorinasi, mengurangi kebutuhan chlorine dan menambah efektifitas penggunaan carbon aktif (Dempsey et al, 1984).
Secara umum, koagulan yang dipakai di perusahaan air minum adalah untuk :
• Destabilisasi padatan.
• Menghilangkan pewarna organik.
• Membantu terbentuknya gumpalan.
• Meningkatkan proses penyaringan.
Tabel 1. Beberapa standar warna untuk
air minum (Bablon et al, 1991).
Institusi
Standar Warna
(ppm Pt-Co)
Perancis.
Masyarakat Ekonomi Eropa.
WHO.
MAC*) : 15
Pedoman : 1
MAC*) : 10
Pedoman : 15
MAC*): Maximum Admissible Concentration
(Konsentrasi Maksimum yang Di-
perbolehkan).
Untuk menjadikan air layak minum, kontaminan yang disebabkan oleh erosi tanah, mineral yang berlebihan dan proses pelarutan bahan-bahan organik yang berasal dari tumbuhan harus dihilangkan. Upaya menghilangkan kontaminan ini biasa dilakukan melalui proses pengendapan dan penyaringan. Proses lain seperti adsorpsi, aerasi, penukar ion, oksidasi, dan destilasi juga perlu dipertimbangkan untuk menghilangkan kontaminan tersebut (Cohen dan Hannah, 1971). Holden (1970)
Pengaruh Ozonisasi Terhadap Dosis Koagulan Pada Perusahaan Air .. (Adi Mulyanto) 135
menyatakan bahwa proses klarifikasi merupakan faktor utama untuk menentukan besarnya biaya pengolahan air minum. Selanjutnya ia mengemukakan bahwa derajat warna dan kekeruhan air merupakan faktor yang menentukan kinerja pada proses klarifikasi.
Secara praktis, aluminium sulfat (alum) biasa digunakan sebagai koagulan karena kemampuannya yang sudah ter-bukti, harganya relatif murah dan mudah penggunaan dan penanganannya. Namun Kawamura (1991) mendapatkan beberapa kerugian dari pemakaian alum ini, antara lain:
• Sangat tergantung pada nilai pH air.
• Menghasilkan gumpalan alum yang lemah pada temperatur rendah.
• Menghasilkan sisa alum dengan kon-sentrasi tinggi apabila alum ditam-bahkan pada pH yang tidak tepat.
• Menghasilkan lumpur alum yang cukup banyak, sehingga memerlukan pe-nanganan khusus.
Reckhow et al. (1986, diambil dari Farvardin dan Collins, 1989) menyimpulkan beberapa alasan mengenai bagaimana ozon dapat mempengaruhi proses koagulasi-flokulasi, ialah:
• Tingkat adsorpsi terhadap gumpalan alum menjadi lebih tinggi.
• Bertambahnya endapan kalsium dan magnesium karena bertambahnya kandungan senyawa karboxylic.
• Berkurangnya gangguan steric dari partikel sebagai akibat dari pengurang-an ukuran molekul dari partikel organik yang ter-adsopsi.
• Ozon akan memecah senyawa kom-pleks dari besi dan mangan yang menyebabkan produksi koagulan ‘in-situ’.
• Berbagai jenis biopolimer, yang juga merupakan senyawa pembantu proses koagulasi, akan dilepaskan sebagai akibat dari pemecahan dan peluruhan sel-sel ganggang.
• Menghasilkan proses koagulasi-flokulasi yang lebih baik sebagai akibat dari berlangsungnya proses oksidasi-polymerisasi sehingga membentuk partikel yang stabil.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi pengaruh ozonisasi terhadap dosis koagulan pada proses pembuatan air minum di Redland.
2. BAHAN DAN METODA PENELITIAN
Sampling.
Contoh air dikirim oleh Perusahaan Air Minum Pemerintah Daerah Redland. Perusahaan tersebut mengirim contoh air sebanyak lebih kurang 20 liter. Contoh air tersebut di-ozonisasi dengan dosis ozon yang bervariasi sebelum dilakukan ‘jar test’ untuk menentukan dosis alum yang dibutuhkan. Kemudian sisa warna yang masih ada diukur menggunakan spektro-fotometer. Sebelum ozonisasi tidak dilakukan perlakuan apapun terhadap air.
Ozonisasi.
Ozon dihasilkan dari udara kering di dalam bejana bertekanan yang dialirkan ke dalam ozonator jenis ‘corona discharge’. Secara lengkap diagram alir dari penelitian skala laboratorium dapat dilihat pada gambar 1. yang terdiri dari bejana udara bertekanan, ozonator, kolom kontak, botol Drexel dan pengukur gas. Ozonator dilengkapi dengan pendingin untuk mencegah naiknya temperatur. Kecepatan alir udara kering adalah 1,36 l/min. Kolom kontak berdiameter 7,45 cm dan tinggi 115 cm. Larutan kalium iodida (KI) di dalam botol Drexel mempunyai ketinggian 11 cm dan pipa dimasukkan ke dalam botol sampai setinggi 0,5 cm diatas permukaan bagian bawah botol. Hal ini disesuaikan dengan rekomendasi yang dikeluarkan oleh Komite Standarisasi IOA yang menyatakan bahwa ketinggian reagent di dalam botol Drexel ialah antara 10-15 cm (Masschelein, 1989). Ozonisasi ini dilakukan secara ‘batch’.
Penentuan konsentrasi ozon di dalam gas umpan dilakukan sebelum ozonisasi terhadap contoh air dengan volume udara ter-ozonisasi sebanyak 0,5168 liter melalui larutan KI di dalam botol Drexel. Setelah konsentrasi ozon di dalam gas diketahui, baru dilakukan ozonisasi terhadap contoh air. Kolom kontak yang bervolume 5 l diisi dengan contoh air sebanyak 4,9 l untuk menyediakan rongga udara di permukaan kolom kontak. Setelah ozonisasi selesai, kolom kontak kemudian dikocok untuk menjamin homogenitas dari ozon di dalam kolom. Setelah itu kemudian diambil contoh sebanyak 100 ml untuk diukur kandungan ozon yang tersisa di dalam air hasil ozonisasi. Akhirnya air yang telah selesai di-ozonisasi ditampung dalam jerigen plastik berukuran 5 l untuk keperluan proses coagulasi-flokulasi dan pengukuran derajat warna.
Metoda Analisa
Konsentrasi ozon di dalam gas umpan dan di dalam air yang sudah di-ozonisasi dilakukan berdasarkan penentu-an secara iodometri. Prinsipnya adalah bahwa ozon membebaskan iodin dari KI. Kemudian dengan
136 Jurnal Teknologi Lingkungan, Vol.1, No. 2, Januari 2000 : 135-142
penambahan asam sulfat, iodin yang dibebaskan dititrasi dengan sodium tiosulfat yang sudah distandarisasi. Indikator yang digunakan adalah larutan kanji (APHA, AWWA, WEF, 1992). Reaksi antara ozon dan ion iodida dapat digambarkan sebagai berikut (Kirk-Othmer, 1967):
O3 + 3I- + H2O I3- + O2 + 2OH-
Konsentrasi dan dosis ozon diten-tukan sebagai berikut:
Konsentrasi ozon di dalam gas (ppm O3) =
ml larutan 0,1N tiosulfat x 0,1 x 48/2
Volume udara
Dosis ozon (ppm O3) =
Volume udara {(O3)gas umpan - (O3)gas keluar}
Volume air di dalam kolom kontak
Konsentrasi ozon di dalam air terozonisasi (ppm O3) =
ml larutan 0,005N tiosulfat x 0,005 x 48/2
0,1
Koagulasi dan Flokulasi.
Proses koagulasi dan flokulasi dilakukan setelah proses ozonisasi terha-dap contoh air. Proses ini menggunakan metoda ‘jar test’. Peralatannya terdiri dari deretan beker glass bervolume 600 ml yang dilengkapi dengan pengaduk yang dapat diatur kecepatannya (antara 0-100 rpm). Ke dalam beker glass yang berisi contoh air ditambahkan larutan 1% alum. Untuk mengatur pH, dilakukan dengan penambahan larutan 1% kalsium hidroksida. Metoda pengadukan yang diterapkan adalah sebagai berikut: pengadukan cepat (100 rpm) dilakukan selama 2 menit, diikuti dengan kecepatan sedang (60 rpm) selama 8 menit dan pengadukan lambat (10 rpm) selama 10 menit. Proses selanjutnya yang dilaku-kan adalah pengendapan selama 15 menit. Kemudian diambil contoh 100 ml untuk diukur derajat warnanya.
Pengukuran Derajat Warna.
Pengukuran derajat warna dilaku-kan terhadap contoh air yang sudah dihilangkan kekeruhannya (APHA, AWWA, WEF, 1992). Penghilangan kekeruhan dilakukan dengan menggunakan filter membran dengan porositas 0,45 μm berdiameter 2,5 cm. Pengukuran derajat warna dilakukan terhadap contoh air tanpa perlakuan, air ter-ozonisasi, contoh air tanpa perlakuan dengan koagulasi dan air ter-ozonisasi dengan koagulasi.
Larutan standar warna dibuat dari pengenceran dengan aquadest terhadap larutan standar yang mempunyai derajat warna 500 unit Pt-Co. Pengenceran dengan berbagai konsentrasi akan meng-hasilkan berbagai derajat warna, yaitu: 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60 dan 70 unit Pt-Co (APHA, AWWA, WEF, 1992).
Derajat warna diukur mengguna-kan spcektrofotometer dengan panjang gelombang bervariasi, yakni 340, 360, 390, 400, 420 dan 440 nm. Hal ini dilakukan karena di Australia, Perusahaan Air Minum menggunakan metoda pengukuran derajat warna dengan panjang gelombang yang berbeda-beda (Bennet dan Drikas, 1993), sedangkan metoda standar belum ada.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Secara praktis, proses koagulasi dilakukan dengan menambah koagulan ke dalam air yang diikuti dengan terbentuknya gumpalan. Komposisi gumpalan tersebut terdiri dari padatan tersuspensi dan senyawa humic serta produk hidrolisis dari koagulan. Optimasi penambahan koagulan dilakukan dengan menggunakan ‘jar-test’ di laboratorium (Holden, 1970).
Biasanya tujuan utama ozonisasi sebelum proses koagulasi adalah untuk mengendapkan besi dan mangan; mem-perbaiki warna, rasa dan bau dan menghilangkan ganggang serta pem-bentukan trihalometana (Klein, 1988).
Sebagaimana sudah disebutkan di atas, bahwa ada beberapa kerugian dari pemakaian alum untuk proses koagulasi. Untuk mengurangi kerugian tersebut, maka perlu diaplikasikan suatu bahan pembantu proses koagulasi. Tujuan dari penggunaan bahan pembantu ini adalah untuk menghasilkan gumpalan yang lebih besar dan kuat untuk meningkatkan proses pengendapan dan penyaringan (Holden, 1970).
Bahan pembantu koagulasi perta-ma yang diperkenalkan untuk pengolahan air minum adalah silika aktif (Baylis, 1937, diambil dari Holden, 1970). Sejak itu berbagai upaya untuk menemukan bahan pembantu koagulasi terus dilakukan, misalnya dengan diketemukannya poly-electrolyte baik sintetis maupun alami (Holden, 1970; Kawamura, 1991). Dengan pemberian bahan-bahan pembantu terse-but maka akan dihasilkan volume lumpur yang lebih rendah bila dibanding dengan penggunaan alum saja. Penambahan ter-sebut juga mengurangi ketergantungan
Pengaruh Ozonisasi Terhadap Dosis Koagulan Pada Perusahaan Air .. (Adi Mulyanto) 137
terhadap derajat keasaman (pH) dari air yang akan diolah. Namun demikian, Kawamura (1991) menyatakan bahwa polyelectrolyte sintetis mempunyai kele-mahan, ialah: selektifitasnya terhadap be-berapa jenis koloid, hasil air yang kurang jernih karena ke-tidak mampuannya untuk menjaring semua partikel koloid di dalam air, tidak dapat dirombak secara biologis, dan membutuhkan biaya yang lebih tinggi dibandingkan dengan pemakaian alum. Kelemahan lain dari penggunaan poly-electrolyte sintetis ini adalah kemungkinan timbulnya masalah karena ketidak-pastiannya tentang toksisitas, karsino-genisitas dan mutagenisitasnya terhadap manusia. Sehingga Kawamura (1991) memberikan rekomendasi kuat untuk menggunakan polyelectrolyte alami, seperti chitosan (polyelectrolyte kationik) dan sodium alginat (polyelectrolyte anionik) sebagai bahan pembantu koagulan. Bahan-bahan alami ini digunakan karena efektif, mudah dirombak secara biologis dan aman untuk kesehatan manusia.
Ozon bukan merupakan koagulan (Richard, 1982). Walaupun demikian, ozonisasi menyebabkan proses koagulasi secara spontan, bertambahnya kecepatan pengendapan dari partikel yang terbentuk dan menghilangkan karbon organik total (Reckhow dan Singer, 1984; Edwards dan Benjamin, 1991). Tambahan pula, ozonisasi dapat digunakan untuk memban-tu proses koagulasi terhadap senyawa-senyawa humic (Farvardin dan Collins, 1989; Wilczak et al, 1992). Lebih jauh, pengaruh ozonisasi secara positif sudah diketemukan, ialah dengan berkurangnya kebutuhan alum sekitar 13-30% (dilakukan di laboratorium). Percobaan tersebut dilakukan di laboratorium dengan pH air 5,5 dan konsentrasi senyawa humic 20 ppm dengan konsentrasi karbon organik total sekitar 10 ppm. Selanjutnya Kuhn et al. (1978) menyatakan bahwa dengan dosis ozon yang rendah akan menghasil-kan pembentukan gumpalan yang cepat dengan tidak perlu menambah dosis ozon yang lebih tinggi.
Penelitian yang dilakukan oleh Kuhn et al. (1978) menunjukkan bahwa asam-asam humic yang lebih polar akan terbentuk selama ozonisasi. Sebagai aki-batnya, senyawa-senyawa humic tersebut dengan sempurna teradsorpsi pada alum hidroksida, sehingga senyawa-senyawa tersebut mudah dihilangkan dengan proses flokulasi. Hasil penilitian ini menunjang hipotesa bahwa ozonisasi menambah afinitas permukaan koagulan terhadap senyawa organik terlarut dan mengurangi kebutuhan dosis koagulan (Grasso dan Weber, 1988; Dowbiggin dan Singer, 1989).
Air yang belum diolah di Perusa-haan Air Minum Pemerintah Daerah Redland relatif mempunyai derajat warna yang tinggi, yaitu 37,5; 32,5; 36,8; 47,2; 140 dan 110 unit Pt-Co dengan masing-masing pengukuran derajat warna pada panjang gelombang λ = 340, 360, 390, 400, 420 dan 440 nm. Air tersebut juga mempunyai pH yang rendah (5,93). Tabel 2. memuat dosis ozon, penambahan alum dan kalsium hidroksida yang menggam-barkan pengaruh penambahan bahan-bahan kimia tersebut terhadap nilai pH air. Penambahan kalsium hidroksida dimaksudkan untuk mengatur pH menjadi netral. Penambahannya beragam, mulai dari 4 ppm sampai dengan 12 ppm. Dari tabel tersebut, ternyata bahwa ozonisasi tidak memberikan pengaruh nyata pada nilai pH.
Pengaruh ozonisasi terhadap dosis koagulan dapat dilihat pada gambar 2-7. Gambar-gambar tersebut merupakan hasil pengukuran spectrofotometri pada berba-gai panjang gelombang. Secara umum, ozonisasi yang diikuti dengan proses koagulasi memberikan pengaruh yang positif terhadap pengurangan derajat warna. Sebagai contoh, pengukuran warna pada λ = 400 nm. Dengan penambahan dosis alum hanya 5 ppm, tanpa ozonisasi, derajat warna menunjukkan 37,3 unit Pt-Co. Namun dengan ozonisasi dengan ozon dosis masing-masing 2,86; 6,25 dan 11,22 ppm, maka derajat warna turun menjadi masing-masing 25; 16,1 dan 6,2 unit Pt-Co. Apabila dibandingkan dengan pemberian dosis alum sebesar 15 ppm, tanpa ozonisasi, maka derajat warna turun menjadi 12,2 unit Pt-Co. Dengan demikian, derajat warna yang sama (12,2 unit Pt-Co), sesungguhnya dapat dicapai hanya dengan dosis alum sebesar 5 ppm yang didahului proses ozonisasi dengan dosis sekitar 8,75 ppm. Dengan kata lain penghematan penggunaan alum untuk mencapai derajat warna 12,2 unit Pt-Co, dapat mencapai sekitar 66%.
Gambar 8. dan 9. menunjukkan dengan jelas pengaruh ozonisasi terhadap dosis alum dengan mengukur derajat penghilangan warna. Dalam pembahasan ini hanya diambil derajat penghilangan warna pada pengukuran dengan λ = 360 nm dan 400 nm. Pada λ = 360 nm, penghilangan warna mencapai 24,8; 53 dan 71% dengan penambahan alum masing-masing sebesar 5, 10 dan 15 ppm tanpa ozonisasi. Sebaliknya, apabila tanpa penambahan alum, penghilangan warna yang dicapai adalah 22; 59,5 dan 67% dengan dosis ozon sebesar masing-masing 2,86; 6,25 dan 11,22 ppm. Apabila dilakukan ozonisasi dan penambahan alum, maka efisiensi penghilangan warna akan sangat nyata. Dengan dosis ozon sebesar
138 Jurnal Teknologi Lingkungan, Vol.1, No. 2, Januari 2000 : 135-142
11,22 pmm dan dosis alum sebesar 15 ppm, maka efisiensi penghilangan warna mencapai 87%. Namun dengan pengurangan dosis alum (menjadi sebesar 5 dan 10 ppm) dengan dosis ozon 11,22 ppm, akan diperoleh derajat penghilangan warna masing-masing sebesar 84 dan 86%. Pengurangan dosis alum yang nyata ini hanya menurunkan efisiensi penghilangan warna sebesar 1-3% saja. Dengan dosis alum dan ozon tersebut, derajat warna mencapai 4,3 dan 5,1 unit Pt-Co.
Kecenderungan serupa juga terjadi pada pengukuran dengan λ = 400 nm. Efisiensi derajat penghilangan warna tertinggi dicapai pada 89% dengan dosis ozon dan alum masing-masing sebesar 11,22 ppm dan 15 ppm. Dengan dosis alum 5 dan 10 ppm serta dosis ozon 11,22 ppm, maka diperoleh efisiensi derajat penghilangan warna sama, yaitu 87%.
4. KESIMPULAN
Upaya mengurangi atau menghi-langkan kontaminan yang dihasilkan akibat terjadinya erosi tanah, pelarutan mineral-mineral dan proses pelarutan dari tumbuh-tumbuhan perlu dilakukan dengan se-efisien mungkin untuk memenuhi standar kualitas air minum. Dari percobaan di laboratorium, efisiensi derajat penghilang-an warna tertinggi yang dicapai pada pengukuran λ = 360 dan 400 nm masing-masing sebesar 87% dan 89%. Namun dosis ozonisasi sebesar 11,22 ppm dengan dosis pemberian alum sekitar 5-10 ppm, dapat dicapai efisiensi derajat penghilang-an warna sebesar 84-87%.
Untuk menghemat pemakaian alum sebagai koagulan pada Perusahaan Air Minum, pemakaian ozon sebagai bahan pembantu koagulasi patut dipertimbang-kan. Dengan diturunkannya pemakaian dosis alum, maka hasil lumpur dari proses pengendapan dan penyaringan akan berkurang. Namun demikian, studi kelayakan perlu dilakukan berdasarkan aspek-aspek ekonomi, lingkungan dan keamanan.
DAFTAR PUSTAKA
APHA, AWWA, dan WEF. (1992). Standard
Methods for the Examination of Water and Wastewater. Baltimore: Victor Graphics, Inc.
Bablon, G. et al. (1991). ‘Fundamental
Aspects’ dalam Langlais, B., Reckhow, D.A., dan Brink, D.R. (eds). Ozone in Water Treatment: Application and Engineering. Chelsea: Lewis Publishers, Inc.
Bennet, L.E. dan Drikas, M. (1993). ‘The
Evaluation of Color in Natural Waters’. Wat. Res., 27(7): 1209-1218.
Cohen, J.M. dan Hannah, S.A. (1971).
‘Coagulation and Flocculation’ dalam Church, B. dan Kesti, K. (eds). Water Quality and Treatment: A Handbook of Public Water Supplies. New York: McGraw-Hill Book Company.
Dempsey, B.A., Ganho, R.M., dan O’Melia,
C.R. (1984). ‘The coagulation of Humic Substances by Means of Aluminum Salts’. J. Am. Water Works Assoc., April: 141-150.
Dowbiggin, W.B. dan Singer, P.C. (1989).
‘Effects of Natural Organic Matter and Calcium on Ozone-Induced Particle Destabilization’. J. Am. Water Works Assoc., June: 77-84.
Edwards, M. dan Benjamin, M.M. (1991).
‘A Mechanistic Study of Ozone-Induced Particle Destabilization’. J. Am. Water Works Assoc., June: 96-105.
Farvardin, M.R. dan Collins, A.G. (1989).
‘Preozonation as an Aid in the Coagulation of Humic Substances – Optimum Preozonation Dose’. Wat. Res. 23(3): 307-316.
Grasso, D. dan Weber Jr, W.J. (1988).
‘Ozone-Induced Particle Destab-ilization’. J. Am. Water Works Assoc., August:73-81.
Holden, W.S. (1970). Water Treatment and
Examination. London: J.& A. Churchill.
Kawamura, S. (1991). ‘Effectiveness of
Natural Polyelectrolytes in Water Treatment’. J. Am. Water Works Assoc., October: 88-91.
Kirk-Othmer. (1967). Encyclopedia of
Chemical Technology. New York: John Wiley.
Klein, H.P. (1988). ‘Ozone in Water
Treatment Processes’ dalam Stucki, S. (ed). Process Technologies for Water Treatment. New York: Plenum Press.
Kuhn, W., Sontheimer, H., Steiglitz, L.,
Meier, D., dan Kurz, R. (1978). ‘Use of Ozone and Chlorine in Water Utilities in the Federal Republic of Germany’. J. Am. Water Works Assoc., June: 326-331.
Masschelein, W.J. (1989). ‘Present State of
Standardization of Ozone Measurements in Europe’ dalam Bollyky, L.J. (ed). Ozone in Wastewater Treatment and Industrial Application. Proceed-ings, 9th Ozone World Congress, Vol. 2. New York: International Ozone Association.
Reckhow, D.A. dan Singer, P.C. (1984).
Pengaruh Ozonisasi Terhadap Dosis Koagulan Pada Perusahaan Air .. (Adi Mulyanto) 139
‘The Removal of Organic Halide Precursors by Preozonation and Alum Coagul-ation’. J. Am. Water Works Assoc., April: 151-157.
Richard, Y. (1982). ‘Micellization and
Improvement of Coagulation by Ozonization’ dalam Masschelein, W.J. (ed). Ozonization Manual for Water and Wastewater Treatment. Chichester: John Wiley & Sons.
Wilczak, A., Howe, E.W., Aieta, E.M., dan
Lee, R.G. (1992). ‘How Preoxidation Affects Particle Removal During Clarification and Filtration’. J. Am. Water Works Assoc., December:85-94.
RIWAYAT PENULIS
Adi Mulyanto, Lahir di Surakarta tanggal 26 Oktober 1956. Menyelesaikan pendidikan S1 jurusan kimia proses Universitas Diponegoro Semarang tahun 1982, pendidikan S2 jurusan teknik lingkungan di Griffith University Brisbande Australia tahun 1994. Bekerja di Direktorat Teknologi Lingkungan Deputi Bidang TIEML, BPP Teknologi sejak 1986 sampai sekarang.
Jurnal Teknologi Lingkungan, Vol.1, No. 2, Januari 2000 : 135-142 140
LAMPIRAN
KETERANGAN:
1. Tabung udara
2. Ozonator
3. Kolom kontak
4. Botol Drexel
5. Gasmeter
4
3
air pen-
dingin
5
1
2
Gambar 1. Diagram alir ozonisasi skala laboratorium.
Table 2. Pengaruh dosis bahan-bahan kimia terhadap nilai pH.
Dosis O3 (ppm)
Dosis Alum (ppm)
Dosis Ca(OH)2 (ppm)
pH awal
pH akhir
0
0
5
10
15
0
8
8
8
5.93
5.93
7.95
7.43
7.34
2.86
0
5
10
15
0
8
8
8
5.68
5.68
7.52
7.20
6.81
6.25
0
5
10
15
0
8
10
12
6.49
6.49
7.19
7.25
7.17
11.22
0
5
10
15
0
4
6
8
5.76
5.76
7.38
7.44
7.33
0510152025303502,866,2511,22Dosis O3 (
ppm)Warna (unit Pt-Co)0 ppmAl5 ppmAl10ppmAl15ppmAl
Gb. 2. Penentuan warna pada λ = 340 nm. 01020304002,866,2511,22Dosis O3 (ppm)Warna (unit Pt-Co)0 ppmAl5 ppmAl10ppmAl15ppmAl
Gb. 3. Penentuan warna pada λ = 360 nm. Pengaruh Ozonisasi Terhadap Dosis Koagulan Pada Perusahaan Air .. (Adi Mulyanto) 141
0102030405002.866.2511.22Dosis O3 (ppm)Warna (unit Pt-Co)0 ppmAl5 ppmAl10ppmAl15ppmAl01020304002.866.2511.22Dosis O3 (ppm)Warna (unit Pt-Co)0 ppmAl5 ppmAl10ppmAl15ppmAl
Gb. 4. Penentuan warna pada λ = 390 nm. Gb. 5. Penentuan warna pada λ = 400 nm.
05010015002.866.2511.22Dosis O3 (ppm)Warna (unit Pt-Co)0 ppmAl5 ppmAl10ppmAl15ppmAl02040608010012002.866.2511.22Dosis O3 (ppm)Warna (unit Pt-Co)0 ppmAl5 ppmAl10ppmAl15ppmAl
Gb. 6. Penentuan warna pada λ = 420 nm. Gb. 7. Penentuan warna pada λ = 440 nm.
02040608010002.866.2511.22Dosis O3 (ppm)Efisiensi (%)0 ppmAl5 ppmAl10ppmAl15ppmAl02040608010002.866.2511.22 Dosis O3 (ppm)Efisiensi (%)0 ppmAl5 ppmAl10ppmAl15ppmAl
Gb. 8. Penghilangan warna pada λ = 360 nm. Gb. 9. Penghilangan warna pada λ = 400 nm. 142 Jurnal Teknologi Lingkungan, Vol.1, No. 2, Januari 2000 : 135-142

humiditas

istilah kelembapan biasanya digunakan dalam bahasa seharian untuk merujuk pada kelembapan bandingan. Kelembapan bandingan ditakrifkan sebagai jumlah wap air dalam satu sampel udara yang dibandingkan dengan jumlah maksimum wap air udara yang dapat dikandungkan pada sebarang suhu tertentu. Kelembapan juga dapat diungkapkan sebagai kelembapan mutlak dan kelembapan tentu. Kelembapan bandingan adalah metrik penting yang digunakan dalam ramalan cuaca. Kelembapan menunjukkan besar kemungkinan kerpasan, embun atau kabus. Kelembapan tinggi membuatkan orang berasa lebih panas di luar pada musim panas kerana ia mengurangkan keberkesanan perpeluhan untuk menyejukkan tubuh badan dengan mencegah penyejatan peluh daripada kulit. Kesan ini dihitung dalam jadual indeks haba. Wap air yang panas mempunyai lebih tenaga haba berbanding wap air yang sejuk dan oleh itu lebih banyak wap air menyejat ke dalam udara panas berbanding udara sejuk.

Kelembapan mutlak

Kelembapan mutlak ialah kuantiti air dalam isipadu tertentu udara. Unit paling biasa adalah gram per meter padu, walaupun sebarang unit jisim dan unit isipadu dapat digunakan. Pound per kaki padu adalah biasa di AS, dan malahan kadang kala unit-unit lain yang mencampur baurkan sistem British dan metrik digunakan.
Jika semua air dalam satu meter padu udara dipemeluapkan ke dalam sebuah bekas, bekas itu dapat ditimbang untuk menentukan kelembapan mutlak. Jumlah wap dalam kubus udara itu adalah kelembapan mutlak bagi meter padu udara itu. Lebih teknikal: Kelembapan mutlak sama dengan jisim wap air , per meter padu udara, .

Bagaimana pun, kelembapan mutlak berubah apabila tekanan udara berubah. Ini sangat menyukarkan pengiraan kejuruteraan kimia, misalnya bagi pengering pakaian yang suhu dapat sangat berubah-ubah. Akibatnya, kelembapan mutlak pada umumnya ditakrifkan dalam kejuruteraan kimia sebagai jisim wap air per seunit jisim udara kering, juga dikenali sebagai jisim nisbah campuran, yang lebih rapi bagi pengiraan keseimbangan haba dan jisim. Jadi jisim air per seunit isipadu seperti dalam persamaan di atas dapat ditakrifkan sebagai kelembapan isipadu metrik. Disebabkan kekeliruan yang mungkin, Standard British BS 1339 (semakan 2002) mencadangkan penghindaran istilah "kelembapan mutlak". Unit-unit seharusnya selalu diperiksa. Kebanyakan carta-carta kelembapan diberikan dalam g/kg atau kg/kg, tetapi sebarang unit jisim dapat digunakan.

Nisbah campuran / Nisbah kelembapan

Nisbah campuran atau nisbah kelembapan diungkapkan sebagai nisbah kilogram bagi wap air, , per nisbah kilogram bagi udara kering, , pada suhu yang diberi. Istilah percakapan "kandungan lembapan" (moisture content) juga digunakan bagi menggantikan nisbah campuran/kelembapan. Nisbah kelembapan adalah paksi standard dalam carta-carta psikrometrik, dan adalah parameter berguna dalam pengiraan psikrometrik kerana ia tidak berubah dengan suhu kecuali apabila udara menyejuk pada tahap bawah takat embun.
Nisbah itu dapat diberi sebagai:

Tekanan separa wap air dan udara juga dapat digunakan untuk mengungkapkan nisbah ini.

Kelembapan bandingan

Rencana utama: Kelembapan bandingan

Kelembapan bandingan ditakrifkan sebagai nisbah tekanan separa wap air dalam satu campuran gas antara udara dan wap air terhadap tekanan wap tepu air pada satu suhu yang diberi. Kelembapan bandingan diungkapkan dalam bentuk peratusan dan dikira seperti berikut:

dengan

ialah tekanan separa wap air dalam campuran gas itu;

ialah tekanan wap tepu air pada suhu campuran gas; dan

ialah kelembapan bandingan campuran gas yang dipertimbangkan.

Kelembapan tentu

Kelembapan tentu ialah nisbah wap air terhadap `udara kering tambah wap air` dalam satu isipadu tertentu. Nisbah kelembapan tentu diungkapkan sebagai nisbah kilogram wap air, , per sekilogram campuran, .
Nisbah itu dapat ditunjukkan sebagai:

Kelembapan tentu berhubung kait dengan nisbah campuran (dan begitu juga sebaliknya):

Pengukuran dan Pelarasan Kelembapan

Higrometer ialah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur kelembapan udara

Terdapat pelbagai alat yang digunakan untuk mengukur dan melaras kelembapan. Alat yang digunakan untuk mengukur kelembapan dipanggil psikrometer atau higrometer. Humidistat digunakan untuk melaras kelembapan bagi sebuah bangunan dengan satu de-humidifier. Semua ini beranalog dengan termometer dan termostat bagi kawalan suhu.
Kelembapan juga diukur mengikut skala global dengan menggunakan satelit-satelit yang ditempatkan secara berasingan. Sate;it-satelit ini mampu mengesan ketertumpuan air dalam troposfera pada altitud antara 4 dan 12km. Satelit-satelit itu yang dapat mengukur wap air mempunyai sensor yang sensitif terhadap sinaran inframerah. Wap air secara khusus menyerap dan memancarkan radiasi dalam jalur spektrum ini. Imejan wap air satelit memainkan peranan penting dalam pengawasan keadaan iklim (seperti pembentukan ribut petir) dan dalam pembangunan ramalan cuaca pada masa akan datang.

Mengapa kelembapan kurang daripada 100% apabila hujan

Kelembapan adalah ukuran jumlah wap air yang larut dalam udara, tidak termasuk sebarang air atau ais yang jatuh melalui udara. Bagi awan untuk terbentuk dan hujan untuk turun, udara perlu mencapai kelembapan bandingan 100%, tetapi hanya pada tempat awan terbentuk atau hujan turun. Ini biasanya berlaku apabila udara naik dan menyejuk. Kebiasaannya, hujan turun ke dalam udara yang kurang daripada kelembapan tepu. Sebahagian air daripada hujan itu mungkin menyejat ke dalam udara sebaik sahaja ia turun, lalu meningkatkan kelembapan, tetapi tidak semestinya cukup untuk menaikkan kelembapan kepada 100%. Malahan adalah mungkin bagi hujan yang turun melalui udara yang panas dan lembap untuk sejuk cukup untuk merendahkan suhu udara kepada takat embun, dengan itu memeluwapkan wap air di udara. Walaupun itu akan menaikkan kelembapan bandingan kepada 100%, air yang hilang daripada udara (sebagai embun) juga akan merendahkan kelembapan mutlak.

Kelembapan dan ketumpatan udara

Udara lembap kurang tumpat berbanding udara kering kerana molekul air lebih ringan daripada molekul nitrogen dan oksigen. Isaac Newton menemui fenomena ini dan telah menulis mengenainya dalam bukunya Opticks.^[1] Hukum gas ideal Avogadro menyatakan bahawa satu isipadu gas yang tetap pada suhu dan tekanan yang tertentu sentiasa mengandungi bilangan molekul yang sama tanpa mengira apa pun jenis gas itu. Pertimbangkan satu meter padu udara kering. Lebih kurang 78% molekul adalah nitrogen (N₂), dengan berat molekul sebanyak 28. 21% molekul lagi adalah oksigen (O₂), dengan berat molekul sebanyak 32. 1% terakhir adalah campuran gas-gas lain. Gabungan berat-berat ini dalam perkadaran yang betul akan memberikan berat molekul purata bagi udara lebih kurang sebanyak 29. Jika molekul wap air (H₂O), yang berat molekulnya sebanyak 18, menggantikan molekul nitrogen atau oksigen diatomik dalam isipadu yang tetap ini maka berat udara akan berkurangan, dan oleh itu ketumpatan pun berkurangan. Jadi, udara lembap mempunyai ketumpatan yang lebih rendah berbanding udara kering pada suhu dan tekanan yang sama.

Takat embun dan takat ibun

Bersangkut dengan kelembapan bandingan adalah takat embun (jika takat embun berada di bawah takat beku, ia dirujuk sebagai takat ibun). Takat embun ialah suhu wap air menjadi tepu daripada satu jisim udara kepada cecair atau pepejal yang biasanya membentuk hujan, salji, ibun atau embun. Takat embun biasanya berlaku apabila satu jisim udara mempunyai 100% kelembapan bandingan. Ini berlaku dalam atmosfera kesan daripada penyejukan melalui beberapa proses yang berbeza.

Tempat-tempat yang paling lembap di dunia

Bandar-bandar yang paling lembap di dunia biasanya terletak berhampiran dengan khatulistiwa, dekat dengan kawasan pantai. Bandar-bandar di Asia Selatan dan Tenggara nampaknya antara yang paling lembap. Kolkata dan Kerala di India; serta Bangkok di Thailand mengalami kelembapan melampau semasa musim hujan ditambah dengan kehangatan yang memberikan rasa sauna suam-suam kuku.^[2] Darwin di Australia mengalami musim basah lembap yang melampau dari Disember hingga April. Kuala Lumpur dan Singapura mempunyai kelembapan yang amat tinggi sepanjang tahun kerana hampir dengan kawasan air dan khatulistiwa dan cuaca mendung; meskipun terdapat pancaran sinar matahari, hari cerah sepenuhnya agak jarang di lokasi-lokasi ini dan ia kerap kali berkabus. Di tempat-tempat yang lebih sejuk seperti Tasmania Utara di Australia, kelembapan tinggi dialami sepanjang tahun berpunca daripada lautan antara tanah besar Australia dan Tasmania. Pada musim panas, udara yang kering dan panas diserap oleh lautan ini dan suhu jarang-jarang mencapai lebih daripada 30℃.
Di Amerika Syarikat, bandar-bandar yang paling lembap, tegasnya dari segi kelembapan bandingan, ialah Forks dan Olympia, Washington.^[3] Hakikat ini mungkin mengejutkan ramai orang, kerana iklim kawasan ini jarang-jarang memperlihatkan ketidakselesaan yang biasanya dikaitkan dengan kelembapan tinggi. Takat embun lazimnya lebih rendah di Pantai Barat berbanding di Pantai Timur. Kerana takat embun yang tinggi memainkan peranan yang bererti berbanding kelembapan bandingan dalam ketidakselesaan yang terhasil semasa hari-hari lembap, udara di bandar-bandar barat ini biasanya tidak berasa "lembap".
Takat embun tertinggi dicatatkan di kawasan berpantai Florida dan Texas. Apabila dibandingkan dengan Key West dan Houston, dua buah bandar paling lembap di negeri-negeri tersebut, kawasan berpantai Florida kelihatan mempunyai takat embun yang lebih tinggi di atas purata. Namun, seperti yang disebutkan oleh Jack Williams dalam USA Today,^[4] Houston kekurangan bayu pantai yang wujud di Key West.

Kesan terhadap tubuh badan manusia

Tubuh badan manusia membuang haba dengan gabungan penyejatan peluh, perolakan haba dalam udara sekeliling, dan sinaran haba. Dalam keadaan kelembapan yang tinggi, penyejatan peluh daripada kulit berkurangan dan usaha badan untuk mengekalkan suhu badan yang dapat diterima mungkin terganggu dengan nyata sekali. Juga, sekiranya atmosfera adalah panas sepanas atau lebih panas daripada kulit sepanjang masa kelembapan yang tinggi, darah yang dibawa ke permukaan badan tidak dapat membuang haba melalui pengkonduksian ke udara, dan satu keadaan yang dipanggil hyperpyrexia terhasil. Dengan sebegitu banyak darah diangkut ke permukaan luar badan, secara relatif akan kurang pergi kepada otot-otot aktif, otak dan organ-organ dalaman lain. Kekuatan fizikal akan berkurangan dan keletihan akan terjadi tidak lama kemudian atau sebaliknya. Tahap kepekaan dan kapasiti mental juga mungkin akan terganggu. Ini mengakibatkan keadaan yang dipanggil strok haba atau hipertermia.
wikipedia