PEMBUATAN OZON DAN PEMURNIAN AIR DENGAN OZONISASI
DISUSUN OLEH: KELOMPOK V NAMA KELOMPOK: 1. IIS LESTARI 2. INGGIT GARNASIH 3. HURNIATI
PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS MATARAM 2017
PEMBUATAN OZON DAN PEMURNIAN AIR DENGAN OZONISASI
A. PENDAHULUAN Ozon pertama kali ditemukan oleh C.F Schonbein pada tahun 1840. Penamaan ozon diambil dari bahasa Yunani “Ozein” yang berarti smell atau bau. Ozon dikenal sebagai gas yang tidak memiliki warna. Pada tahun 1867, Soret mengumumkan bahwa ozon adalah sebuah molekul gas yang terdiri dari tiga buah atom oksigen. O3 merupakan gas tidak stabil, akan lenyap dalam beberapa menit, tidak meninggalkan sisa desinfektan selama air berada dalam sistem, hal ini merupakan kesulitan untuk mengontrol dosis ozon yang digunakan. Hal ini diatasi dengan pemeriksaan bakteriologis yaitu terhadap sampel sebelum dan sesudah pembubuhan Ozon. Beberapa sifat dari ozon dilaporkan oleh Parkes (1903) di antaranya adalah berbau tidak enak (seperti bau belerang dan ada yang bilang seperti bau klorin). Apabila kita menghirup udara yang mengandung ozon terlalu lama, akan mengakibatkan sakit kepala, tapi kalau hanya sebentar dapat menyegarkan. Disebutkan juga bahwa ozon mengandung gugus oksidasi yang sangat kuat, bahkan dapat merusak karet dan gabus. Ozon juga bersifat bakterisida, virusida, algisida, fungisida, serta mengubah senyawa organik kompleks minyak senyawa yang lebih sederhana. Sedangkan sifat-sifat fisika ozon seperti yang dilaporkan antara lain : Berat molekul : 48 Titik leleh oK : 80,5 Titik didih oK : 161,3 Volume, ml/mok : 147,1 Tegangan prmukaan pada 90oK, dyne/cm : 38,4 Pada lapisan atmosfir bumi, ozon dapat terjadi karena pengaruh sinar ultra violet terhadap oksigen di udara. Di laut, percikan air garam ke udara dan pada waktu penguapan air laut ke udara, juga menghasilkan ozon. Ozon dapat terjadi dari gas oksigen yang menyerap energi sebesar 68 kkal dengan reaksi : 3O2 2O3 Dalam keadaan padat, ozon berwarna biru-hitam. Bila dicairkan akan berwarna biru tua, dan menjadi hitam pada waktu dididihkan dan akhirnya berbentuk gas yang tidak stabil. Pemanfaatan ozon saat ini telah banyak diaplikasikan dalam berbagai bidang, seperti di Eropa ozon telah dimanfaatkan sebagai disinfektan untuk mengolah air minum pada akhir abad ke-19, demikian pula Amerika dan bahkan Jepang. Pemanfaatan ozon tidak hanya digunakan sebagai disinfektan dalam pengolahan air minum. Banyak sekali sektor-sektor yang memanfaatkan ozon, antara lain: pengolahan air minum, akuakultur,
pengolahan air untuk akuarium, disinfeksi untuk air minum dalam kemasan, disinfeksi untuk pengolahan limbah cair, sterilisasi bahan makanan mentah, pengawetan bahan makanan, sterilisasi peralatan kedokteran, pengolahan air untuk kolam renang umum dan spa, pengolahan air untuk keperluan air pendingin, pengelantangan pada pabrik tekstil, pulp dan kertas, pengolahan limbah cair hasil industri dan hasil pemurnian minyak, mengontrol bau dan warna, pembuatan ultrapure water pada industri elektronik, laundry untuk kepentingan industri atau komersial. B. PEMBUATAN OZON Ozon dapat terbentuk melalui dua proses yang berbeda, yaitu melalui proses tumbukan dan melalui proses penyerapan cahaya. Namun kali ini penulis hanya membahas mengenai pembuatan ozon melalui proses tumbukan. Pembentukan Ozon Melalui Proses Tumbukan Proses ini dapat dilakukan dengan melewatkan gas oksigen (O2) pada daerah yang dikenai tegangan tinggi. Molekul oksigen ini akan mengalami ionisasi, yaitu proses terlepasnya suatu atom atau molekul dari ikatannya, menjadi ion-ion oksigen (O *). Molekul-molekul oksigen yang terionisasi ini biasa disebut dalam kondisi plasma. Jenis dari ion oksigen tersebut adalah O *, O2*,O -,O 2- dan O 3- . Kombinasi dari kesemuanya dapat menghasilkan ozon. Pembuatan ozon dalam proses ini diawali dengan pembentukan oksigen radikal bebas dengan reaksi sebagai berikut : Disosiasi e + O2→2O + e (1) Pengikatan Disosiatif e- + O2→O + O - (2) Ionisasi Disosiatif e + O2→O +2e (3) Kemudian radikal oksigen bereaksi dengan oksigen menghasilkan ozon. O + O2 + M →O3 + M (4) Dimana M adalah N2 atau O2.
Gambar 1. Pembentukan gas ozon melalui proses tumbukan
Pembuatan ozon melalui proses tumbukan dengan melawatkan oksigen (O2) pada daerah yang dikenai tegangan tinggi dapat dilakukan dalam sebuah ozon generator. Salah satu metode yang dapat digunakan untuk generator itu ialah metode lucutan plasma. Metode lucutan plasma dimaksudkan untuk mendapatkan gas ozon berkonsentrasi rendah antara 0,01 ppm sampai dengan 4,00 ppm yang dapat diaplikasikan khususnya untuk mendukung bidang kesehatan dan lingkungan, bidang industri dan pertanian. Molekul ozon yang terbentuk pada ozon generator relatif tak stabil karena disamping keberadaan tiga atom oksigen menjadi satu molekul ozon yang berjejal, juga karena adanya hamburan muatan elektronik dari masing-masing antar atom oksigen pada molekul ozon tersebut. Umur paroh ozon sekitar 20 menit didalam air dan udara 16 jam (Air Treatment With Ozone, 2000) dalam (Purwadi dkk., 2006). Pada Gambar 2 berikut ditunjukkan desain susunan ozon generator penghasil gas ozon yang merupakan tempat proses terjadinya gas ozon.
Gambar 2. Desain tabung ozon generator C. PEMURNIAN AIR MELALUI OZONISASI Proses pemurnian air dengan ozonisasi telah dikenal lebih dari seratus tahun lalu. Dimana proses ini pertama kali dikenal oleh Nies dari Prancis sebagai metode sterilisasi air minum pada tahun 1906. Proses ini bertujuan untuk membunuh bakteri, virus, serta jamur-jamur dan lumut. Dan juga untuk mengawetkan air. 1. Tahapan proses pengolahan terdiri dari beberapa tahap yaitu: a. Netralisasi dengan pemberian kapur b. Aerasi dengan pemompaan udara. c. Koagulasi dengan pemberian tawas d. Pengendapan e. Penyaringan f. Ozonisasi
Gambar 4.Skema pengolahan air minum metode ozonisasi. a. Netralisasi Yang dimaksud dengan netralisasi adalah mengatur keasaman air agar menjadi netral (pH 7-8). Untuk air yang bersifat asam diberi kapur. Fungsi kapur disamping untuk menetralkan air baku yang bersifat asam juga untuk membantu efektifitas proses selanjutnya. b. Aerasi Yang dimaksud dengan aerasi yaitu mengontakkan udara dengan air baku agar kandungan zat besi dan mangan yang ada dalam air baku bereaksi dengan oksigen yang ada dalam udara membentuk senyawa besi dan senyawa mangan yang dapat diendapkan. Disamping itu proses aerasi juga berfungsi untuk menghilangkan gasgas beracun yang tak diinginkan misalnya gas H2S, CH4, CO2 dan gas-gas racun lainnya. c. Koagulasi Koagulasi adalah proses penambahan bahan kimia ke dalam air agar kotoran dalam air yang berupa padatan tersuspensi rnisalnya zat warna organik, lumpur halus, bakteri dan lain-lain dapat menggumpal dan cepat rnengendap. Pada proses koagulasi ini digunakan tawas. Cara penambahan tawas dapat dilakukan sebagai berikut yaitu sejumlah tawas dilarutkan dalam air kemudian dirnasukkan ke dalam air baku lalu diaduk dengan cepat hingga merata selama kurang lebih 2 rnenit. Setelah itu kecepatan pengadukkan dikurangi sedemikian rupa sehingga terbentuk gurnpalan-gunipalan kotoran akibat bergabungnya kotoran tersuspensi yang ada dalam air baku. Setelah itu dibiarkan beberapa saat sehingga gumpalan kotoran atau disebut flok tumbuh menjadi besar dan berat dan cepat mengendap. d. Pengendapan Setelah proses koagulasi air tersebut didiamkan sampai gumpalan kotoran yang terjadi mengendap semua (+45-60 menit). Setelah kotoran mengendap air akan
tarnpak lebih jernih. Endapan yang terkumpul di dasar tangki dapat dibersihkan dengan membuka kran penguras yang terdapat di bawah tangki. e. Penyaringan Pada proses pengendapan, tidak semua gumpalan kotoran dapat diendapkan secara sempurna. Gumpalan kotoran dengan ukuran yang besar dan berat akan mengendap, sedangkan gumpalan berukuran kecil dan ringan masih melayanglayang dalam air. Untuk mendapatkan air yang betul-betul jernih harus dilakukan proses penyaringan. Penyaringan dilakukan dengan mengalirkan air yang kotorannya telah diendapkan ke bak penyaring yang berisikan saringan pasir. f. Ozonisasi Tahap terakhir adalah proses ozonisasi. Air hasil penyaringan yang telah cukup jernih diozonisasi untuk menghilangkan bakteri-bakteri patogen dan senyawasenyawa organik sehingga air hasil pengolahan dapat langsung dikonsumsi. 2. Keuntungan dan Kelamahan Proses Ozonisasi a. Keuntungan Kegunaan dalam teknologi ozonisasi adalah dapat menghilangkan polutan mikroorganisme dan polutan zat organik sekaligus karena hal ini tidak terlepas dari sifat ozon yang dikenal memiliki sifat radikal (mudah bereaksi dengan senyawa disekitarnya) serta memiliki potential oksidasi 2.07 V. Ozon dengan kemampuan oksidasinya dapat membunuh berbagai macam microorganisma seperti bakteri Escherichia coli, Salmonella enteriditis, serta berbagai bakteri pathogen lainnya. Selain itu, ozon juga dapat menguraikan berbagai macam senyawa organik beracun yang terkandung dalam air, seperti benzen, atrazin, dioxin dan berbagai zat pewarna organik. Keunggulan lainnya penggunaan ozon adalah pipa, peralatan, dan kemasan akan ikut disanitasi sehingga produk yang dihasilkan akan lebih terjamin selama tidak ada kebocoran di kemasan. Ozon merupakan bahan sanitasi air yang efektif disamping sangat aman. b. Kelemahan Metode ozonisasi memiliki kelemahan diantaranya ozon dapat meracuni manusia bahkan bisa sampai membawa pada kematian apabila terhirup dengan konsentrasi 50 ppm selama kurang lebih 1 jam. Batas kadar konsentrasi penggunaan gas ozon dalam berbagai kegiatan industri adalah 0.1 ppm, sedangkan kadar ozon dalam air hingga 0.05 ppm tidak membahayakan tubuh manusia. Ozon, species aktif yang mempunyai sifat radikal ini, memerlukan perhatian khusus dalam penyimpanannya. Kadar 100 persen ozon pada suhu kamar mudah sekali meledak. Ozon akan aman disimpan pada suhu di bawah -1830C dengan kadar ozon dalam campuran ozon dan oksigen dibawah 30 persen. Sekarang ozon kebanyakan disimpan dalam bentuk ozonizedwater atau ozonized ice.
DAFTAR PUSTAKA Angky, Syafarudin dan Novia.2013. Produksi Ozon dengan Bahan Baku Oksigen Menggunakan Alat Ozon Generator . Jurnal Teknik Kimia.No.2.Vol.9. Hal.1-4. Purwadi, A., Widdi Usada, Suryadi, dan Isyuniarto. 2006. Konstruksi Tabung Lucutan Plasma Pembangkit Listrik Ozone 100 Watt dan Karakteristiknya.Vol.1. http://rifqi13110018unikom.blogspot.co.id/2011/01/ozon-pertama-kali-ditemukan-oleh-c-f.html
