Sumber Aneka Karya Abadi - Your trusted partner for laboratory instrument

Search
Ozon Sebagai Desinfektan Pada Proses Air Minum dan Cara Ujinya

Ozon Sebagai Desinfektan Pada Proses Air Minum dan Cara Ujinya

Monday, 03 February 2025

Ozon adalah salah satu desinfektan yang cukup sering digunakan selain klorin. Dari penelitian yang dikaji oleh Hossen dkk (2023), ozon lebih unggul dari klorin karena tidak menghasilkan hasil samping yang berbahaya dan dinilai lebih efektif dalam menjernihkan dan membersihkan air dari mikroorganisme, logam berat maupun material organik. Hanya saja, harganya yang relatif lebih mahal menjadikan ozon perlu digunakan se-efisien mungkin agar tidak menyebabkan bocornya biaya operasi manufaktur. Salah satu langkah strategis yang dapat diambil adalah dengan melakukan monitoring secara berkala. Monitoring ini tentunya dapat dilakukan baik secara laboratorium maupun lapangan.

Ozon merupakan zat oksidan kuat dengan bentuk alamiah berupa gas yang bekerja dengan melepaskan elektron. Dalam perannya sebagai desinfektan, mekanisme reaksinya berlangsung dengan 4 cara, yakni memecah dinding sel bakteri dengan mengoksidasi struktur kimia pada dinding sel, melalui reaksi radikal dengan menghasilkan produk samping, merusak rantai DNA mikroorganisme dengan menyerang purin dan pirimidin, serta dengan cara depolimerisasi dengan memecah ikatan karbon dan nitrogen. Efektivitas ozon sebagai desinfektan ini bergantung pada dosis yang digunakan pada air baku. Biasanya dibutuhkan 1.0 - 2.0 mg/L O3, meski hal ini tetap bergantung pada karakteristik air baku yang digunakan.

Selain sebagai desinfektan, ozon juga digunakan untuk agen pengoksidasi dengan mengendapkan logam - logam berat. Ozon bereaksi dengan logam - logam tersebut dan mengubahnya menjadi endapan oksida, yang selanjutnya dihilangkan melalui proses filtrasi. Hal ini tentunya sangat berguna untuk proses penyaringan pertama dalam sistem pengolahan air maupun air minum. Bahkan ozon merupakan zat oksidan paling baik dengan potensial oksidasi terbesar untuk aplikasi sistem pengolahan air dan sistem pengolahan air minum dengan nilai +2.07 V. Dengan nilai potensial ini, sangat mungkin juga bagi ozon untuk menghilangkan residu organik dalam badan air. 

Ozon dapat dihasilkan dengan 2 cara yaitu penyinaran molekul oksigen dengan sinar UV (185 nm) atau dengan mengeksitasi energi molekul oksigen melalui pemberian arus listrik yang disertai katalis. Karena sifatnya yang tidak stabil, ozon dipersiapkan hanya pada saat dibutuhkan saja dengan menggunakan ozon generator. Durasi berlangsungnya molekul ozon ini pun bergantung pada pH dan suhu air. Pada suhu ruang, molekul ozon tidak dapat bertahan lebih dari 20 menit dari proses terjadinya reaksi. Dalam air, ozon terdekomposisi melalui reaksi radikal dengan molekul air dan membentuk radikal hidroksil yang memiliki reaksi berantai hingga ozon habis. Namun zat intermediet dalam reaksi ini diklaim sebagai zat yang bersifat toksik, sehingga uji dan monitoring ozon pun perlu dilakukan.
 
Gambar 1. Proses Ozonisasi (Ozonation) pada Sistem Pengolahan Air
 

Uji Ozon pada Sampel Air

Berdasarkan Standard Methods For The Examinations of Water and Wastewater Treatments, tepatnya pada Metode Nomor 4500-O3, ozon dapat diuji dengan metode kolorimetri indigo. Metode ini didasarkan pada pengukuran secara fotometri dengan menggunakan Alat Spektrofotometer pada panjang gelombang 600 ± 10 nm. Metode ini melibatkan larutan reagen kalium indigo trisulfonat dan natrium dihidrogen fosfat dalam suasana asam. Tujuan dari reaksi ini adalah untuk mengubah warna sampel yang mengandung ozon menjadi larutan berwarna biru tua sedikit keunguan dengan spektrum berada diantara warna biru dan ungu pada deret warna (warna ini disebut sebagai indigo). 

Gambar 2. Warna Indigo dalam Spektrum Warna

Untuk mengukur ozon dalam sampel air, analis perlu mengumpulkan sampel dengan hati - hati dan dengan interval tertentu yang telah diberlakukan. Beberapa hal yang perlu diperhatikan ketika pengambilan sampel adalah sebagai berikut : 

  1. Gunakan wadah dengan tutup rapat yang dapat mencegah menguap atau keluarnya ozon dari sampel air.

  2. Analis WAJIB melakukan analisis ozon secepat mungkin setelah sampel dikumpulkan, untuk mencegah menguapnya ozon.

  3. Tidak diperkenankan untuk mengocok ataupun mengaduk sampel karena dapat memperbesar kemungkinan hilangnya ozon.

  4. Biarkan sampel diuji dalam suhu yang sesuai dengan suhu pengumpulan sampel, meningkatnya suhu dapat menyebabkan terdekomposisinya ozon.

  5. Tidak diperkenankan untuk memindahkan sampel ke kontainer lainnya jika tidak dibutuhkan. 

Untuk mengoptimalkan uji ozon yang dilakukan, analis dan operator diharapkan dapat mencatat hal - hal yang telah disebutkan diatas. Sebagai tambahan, analis dan operator juga diharapkan menggunakan alat pengamanan diri (APD) yang baik agar memperkecil kemungkinan terpaparnya ozon pada saat pengambilan sampel dilakukan. Dalam pengujiannya, uji ozon dapat dilakukan secara laboratorium dengan menggunakan Alat Spektrofotometer Benchtop. Namun untuk meminimalisir jeda waktu antara pengumpulan sampel dan pengujian, analis dan operator pun kini dapat mengukur ozon di lapangan dengan menggunakan beberapa opsi instrumen, yakni  Alat Spektrofotometer Portable, Alat Kolorimeter Multiparameter, ataupun Alat Kolorimeter Single Parameter

Gambar 3. Tampilan Alat Ukur Ozone (a) Color Disc Test Kit (b) Colorimeter Single & Multiparameter (c ) Alat Spektrofotometer Benchtop dan Portable
 

Monitoring Ozon Secara Real Time

Seiring berkembangnya teknologi, instrumen analisis yang tersedia pun semakin memudahkan analis dan operator untuk mendapatkan data yang valid dan cepat yang disertai dengan rekaman data. Tidak hanya secara laboratorium, namun juga untuk uji secara lapangan. Selain dengan instrumen portable, uji lapangan juga dapat dilakukan dengan menggunakan Alat Monitoring Online yang terdiri dari Controller dan Alat Sensor. Alat Sensor berfungsi untuk membaca analit yang dianalisis sedangkan Controller digunakan untuk menerjemahkan sinyal dari sensor

Secara struktur, sensor ozon pada Alat Monitoring Ozon ini terdiri dari 2 bagian, yakni bagian katoda dan bagian anoda. Kedua bagian ini terendam dalam larutan elektrolit yang terpisah dengan cairan sampel karena adanya membran gas permeabel. Terdapat sirkuit elektronik yang menghubungkan anoda dan katoda ini, dimana terdapat cincin yang mengelilingi elektroda dan berfungsi untuk mengurangi pengaruh dari gas lain pada elektroda sehingga stabilitas analisis yang dilakukan terjaga dengan baik. 

Pada prinsipnya, gas ozon akan masuk ke dalam sel sistem melalui membran. Gas ini kemudian bereaksi dengan elektrolit pada katoda. Reaksi ini mengakibatkan adanya aliran arus listrik yang mengalir, yang mana jumlahnya proporsional atau berbanding lurus dengan jumlah gas ozon yang memasuki sel. Hal ni pun berbanding lurus dengan tekanan parsial gas dalam sampel yang berada di luar sel. Arus listrik yang muncul ini kemudian akan diukur oleh sistem dan diteruskan pada sistem Controller sehingga nilai konsentrasi gas ozon yang terkandung dalam sampel dapat terukur dan muncul pada display Alat Controller.

Gambar 4. Contoh Tampilan Alat Ozone Analyzer

Penjelasan diatas menjabarkan bagaimana ozon dapat berperan sebagai desinfektan, yang bahkan terbukti lebih unggul dan merupakan oksidator terkuat untuk aplikasi industri air minum. Karena efektivitasnya bergantung pada dosis yang digunakan, maka monitoring ozon penting untuk dilakukan secara berkala dengan interval yang disesuaikan pada kebutuhan. Telah disebutkan beberapa instrumentasi yang dapat menunjang monitoring ozon. Dari mulai Alat Ozone Test Kit, Kolorimeter Single Parameter maupun Kolorimeter Multiparameter, Spektrofotometer maupun Alat Monitoring Ozon Online, diharapkan alat - alat ini dapat menjadi referensi bagi Anda.

 

Referensi : 

American Public Health Associations (APHA). 2007. Standard Methods For The Examination of Water and Wastewater Treatments. Washington D.C

Hach Company. 2014. Ozone : Indigo Method 8311. Hach Company: United States of America

Hosen, Amjad.,dkk. 2023. Advantages of Ozone Disinfection Method For Water Purification Over Chlorine Disinfection, Natural Resources of Conservation and Research, Vol.6, Issue 2

National Institute of Food And Agriculture. 2019. Drinking Water Treatment – Ozone,  https://drinking-water.extension.org/drinking-water-treatment-ozone/ diakses pada Tanggal 13 Desember 2024

Rodríguez, A., dkk. 2008. Ozone-Based Technologies in Water and Wastewater Treatment. Handbook of Environmental Chemistry, Vol 5 Part S/2, Hal 127 - 175, https://www.researchgate.net/publication/225108075_Ozone-Based_Technologies_in_Water_and_Wastewater_Treatment diakses pada Tanggal 16 Januari 2025

United States Environmental Protection Agency. 1999. Wastewater Technology Fact Sheet Ozone Disinfection. Office of Water Washington, D.C. 

Previous Article

Pengukuran BOD, COD, TSS dan pH Air Limbah Industri Pulp dan Kertas

Thursday, 30 January 2025
VIEW DETAILS

Next Article

Metode Pengujian Air Limbah untuk Parameter Mikrobiologi

Tuesday, 11 February 2025
VIEW DETAILS