Jenis-Jenis Disinfektan dalam Pengolahan Air
Jenis bahan kimia yang sering digunakan sebagai disinfektan adalah bahan kimia yang mengandung klorin contohnya adalah hipoklorit, kloramina, dan klorin-dioksida.
1. Hipoklorit
Selaian menggunakan gas klorin, beberapa penglohan menggunakan klorin untuk disinfektan air sebagai hipoklorit, juga dikenal sebagai bubuk pemutihan. Hipoklorit kurang murni dari gas klorin dan kurang berbahaya. Suhu, cahaya, dan energi fisik dapat memecah hipoklorit sebelum mereka dapat bereaksi dengan patogen dalam air. Hipoklorit bekerja dengan cara yang sama seperti gas klor. Mereka bereaksi dengan air dan membentuk disinfektan asam hypochlorous . Secara umum, desinfeksi menggunakan gas klorin dan hipoklorit terjadi dengan cara yang sama. Perbedaannya terletak pada bagaimana klorin dimasukkan ke dalam air dan pada penanganan dan penyimpanan senyawa klorin. Selain itu, jumlah masing-masing jenis klorin yang ditambahkan ke air akan bervariasi karena setiap senyawa memiliki konsentrasi klorin yang berbeda.
Ada tiga jenis hipoklorit yaitu, natrium hipoklorit, kalsium hipoklorit dan pemutih komersial.
1.Natrium hipoklorit
Natrium hipoklorit (NaOCl) datang dalam bentuk cair yang mengandung hingga 12% klorin. Reaksi natrium hipoklorit dengan air ditunjukkan di bawah ini:
Natrium hipoklorit + Air -> Asam Hypochlorous + Natrium Hidroksida
NaOCI + H2O -> HOCl + NaOH
Natrium hipoklorit dapat dibuat dengan menyerap gas klor dalam larutan natrium hidroksida dingin:.
2NaOH + Cl2 -> NaCl + NaOCI + H2O
Natrium hidroksida dan klorin diproduksi secara komersial oleh proses kloralkali, dan tidak perlu mengisolasinya untuk membuat natrium hipoklorit. Oleh karena itu NaOCl dibuat secara industri oleh elektrolisis larutan natrium klorida tanpa pemisahan antara anoda dan katoda. Larutannya harus disimpan di bawah 40 ° C (dengan koil pendingin) untuk mencegah pembentukan natrium klorat. Larutan komersial selalu mengandung sejumlah besar natrium klorida (garam biasa) sebagai produk sampingan utama, seperti yang terlihat pada persamaan di atas.
Suatu larutan natrium hipoklorit sering digunakan sebagai desinfektan dan sebagai zat pemutih. Larutan 12% banyak digunakan dalam pengolahan air untuk klorinasi air. Hipoklorit uji tinggi (HTH) dijual untuk klorinasi kolam renang dan mengandung sekitar 30% natrium hipoklorit.
Keuntungan Natrium hipoklorit sebagai disinfektan sebagai berikut:
1. Mudah disimpan dan diangkut.
2. Dosis kecil sangat cocok untuk peralatan yang kecil
3. Transportasi dan penyimpanan natrium hipoklorit aman.
4. Natrium hipoklorit seefektif gas klorin untuk disinfeksi dan menghasilkan disinfektan sisa.
Kekurangan sodium hypochlorit sebagai disinfektan adalah:
1. Natrium hipoklorit adalah zat yang berbahaya dan korosif
2. Ketika bekerja dengan sodium hypochlorit, tindakan keamanan harus diambil untuk melindungi pekerja dan lingkungan.
3. Harganya cukup mahal.
2. Kalsium hipoklorit
Kalsium hipoklorit (Ca(OCl)2), juga dikenal sebagai bubuk pemutih atau kapur yang diklorinasi adalah bubuk amorf putih dengan bau kaporit yang menyengat. Ketika baru dibuat itu mengandung sekitar 30 – 50% dari kaporit yang tersedia. Namun demikian, senyawa tidak stabil, dan pada paparan udara, cahaya, kelembaban, dengan cepat kehilangan kandungan klorinnya. Kekuatannya harus dipastikan terlebih dahulu di laboratorium sebelum menggunakannya untuk klorinasi. Reaksi kalsium hipoklorit dengan air ditunjukkan di bawah ini:
Kalsium hipoklorit + Air -> Asama Hypochlorous + Calcium Hydroksida
Ca(OCI)2 + 2 H2O -> 2 HOCl + Ca (OH)2
Metode yang biasa dilakukan adalah membuat suspensi bubuk dalam air, kapur di dalamnya dibiarkan mengendap, dan air khlor yang berada diatasmerupakan bagian yang digunakan. Dengan asumsi serbuk pemutih melepaskan 33,3% dari beratnya sebagai klorin, beberapa jenis larutan yang digunakan mungkin seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Kekuatan klorin dan jumlah bubuk yang diperlukan
| Kekuatan larutan klorin | Isi klorin | Jumlah bubuk yang diperlukan |
| %(mg/L) | (g/L) | 33.3% w/w, (g/L) |
| 0.1% (10000mg/L) | 10 | 30 |
| 0.01 % (1000 mg/L) | 1 | 3 |
| 0.003% (300 mg/L) | 0.3 | 1 |
Masalah yang cukup timbul dalam penggunaan bubuk pemutihan. Ada sedimen berat kapur ketika bubuk pemutih dicampur dengan air, endapan ini harus dibuang, tetapi supernatan masih mengandung sejumlah besar kapur yang tersuspensi yang cenderung menyumbat segala jenis perangkat tetesan yang dapat digunakan. WHO merekomendasikan untuk terlebih dahulu menyusun larutan 1% yang terdiri dari 40g serbuk pemutih ke satu liter air (kira-kira dengan asumsi 15% tersedia klorin). Kemudian direkomendasikan bahwa tiga tetes larutan ini harus ditambahkan ke satu liter air minum. Larutan kuat dari klorin sangat tidak stabil dan akan cepat kehilangan kandungan klorinnya jika terkena udara atau sinar matahari. Oleh karena itu, mereka harus disimpan dalam wadah tertutup berdinding gelap. Bahkan ketika disimpan dengan 0,1% larutan akan kehilangan sejumlah besar klorinnya dalam tiga hingga tujuh hari.
Secara umum serbuk pemutih adalah media yang tidak memuaskan untuk penerapan dosis klorin yang dikontrol setiap hari. Penggunaannya harus dihindari sedapat mungkin karena sering mengakibatkan overdosis air dengan klorin, konsumen juga keberatanterhadap rasa yang sangat kuat
1. Menaikkan nilai pH air karena kandungan kapurnya,
2. Kandungan klorinnya yang sangat rendah,
3. Kekutanya akan berkurang pada waktu saat berada dalam penyimpanan.
4. Harganya relatif sangat mahal dan melelahkan dalam operasi
Pemutih komersial adalah pemutih yang tersedia di toko kelontong. Konsentrasi pemutih komersial bervariasi tergantung pada merek
2. Chloramin
Beberapa pabrik pengolahan menggunakan kloramin daripada asam hipoklorin untuk mendisinfeksi air. Untuk menghasilkan kloramin, pertama gas klorin atau hipoklorit ditambahkan. Selanjutnya dikloramin dapat bereaksi dengan asam hipoklorit untuk membentuk trikloramin:
Dichloramin + Asam Hypochlorous -> Trichloramin + Air
NHCl2 + HOCl -> NCl3 + H2O
Jumlah reaksi ini tergantung pada pH air. Dalam banyak kasus, baik monokloramin dan dikloramin terbentuk. Monokloramin dan dikloramin, dapat digunakan sebagai agen desinfektan dan disebut residu klorin gabungan karena klorin dikombinasikan dengan nitrogen. Hal ini berbeda dengan residu klorin bebas dari asam hipoklorit yang digunakan dalam jenis klorinasi lainnya. Kloramin lebih lemah dari klorin, tetapi lebih stabil, sehingga sering digunakan sebagai disinfektan dalam sistem pengolahan air. Kloramin efektif membunuh bakteri dan beberapa protozoa, tetapi mereka sangat tidak efektif dalam membunuh virus.
Klorin dioksida, (ClO2), adalah bentuk klorin yang sangat efektif karena akan membunuh protozoa, Cryptosporidium, Giardia, dan virus yang tidak dapat dibunuh oleh sistem lain. Selain itu, klor dioksida mengoksidasi semua logam dan bahan organik, mengubah bahan organik menjadi karbon dioksida dan air. Klorin dioksida dapat digunakan untuk menghilangkan senyawa sulfida dan rasa dan bau fenolik. Ketika klor dioksida digunakan trihalomethana tidak terbentuk, dan karenanya, proses klorinasi tidak terpengaruh oleh amonia. Selain itu, klor dioksida efektif pada pH yang lebih tinggi daripada bentuk-bentuk klorinasi lainnya.Namun, klorin dioksida tidak digunakan di semua sistem karena klor dioksida harus dihasilkan di tempat khusus, yang merupakan proses yang sangat mahal yang membutuhkan keahlian teknis yang luar biasa. Tidak seperti gas klorin, klor dioksida sangat mudah terbakar dan harus diperhatikan ketika menangani klorin dioksida.