KARYA ILMIAH

WATER TREATMENT

“DESINFEKTAN AIR DENGAN RADIASI ION”

OLEH :

ADE PUSPITA SARI (03031181320063)

AFTHAR RESKI (03031181320083)

AKBAR MAKMUN (03031181320069)

ANNISA RAHMATHUL FITHRI (03031181320051)

BUDI SULISTYONO (03031281320017)

DEFI AYU PERMATA SARI (03031181320057)

FAUZAN HERMAN (030312813200

LIRA AISWINNI (03031181320041)

RITA METALIA (03031181320081)

RIMA PUTRI APRILIA (03031181320003)

RIFKY HARISYA (03031181320067)

YOLANDA ROSSA LIA (03031381320037)

YOHANA OLGA (03031181320061)

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2014

Lembar Pengesahan

Karya ilmiah yang berjudul “Desinfektan Air dengan Radiasi Ion”  ini diajukan sebagai

tugas Sistem Utilitas I di Universitas Sriwijaya Fakultas Teknik Jurusan Teknik Kimia

Indralaya dan dinyatakan telah mendapat persetujuan sebagai karya tulis.

                                                                                                      Inderalaya,     Desember 2014

Disetujui oleh,

           Guru Pembimbing I

           Budi Santoso, S.T, M.T

NIP. 197706052003121004

                                                            Mengesahkan,

Ketua Jurusan Teknik kimia

Dr. Ir. Hj. Susila Arita Rachman

NIP.196010111985032002

2

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami haturkan ke hadirat Tuhan YME, karena dengan karunia-Nya kami

dapat menyelesaiakan karya ilmiah yang berjudul “Desinfektan Air dengan Radiasi Ion”.

Meskipun banyak hambatan yang kami alami dalam proses pengerjaannya, tapi kami berhasil

menyelesaikan karya ilmiah ini tepat pada waktunya.

Tidak lupa kami sampaikan terimakasih kepada dosen pembimbing yang telah

membantu dan membimbing kami dalam mengerjakan karya ilmiah ini. Kami juga

mengucapkan terimakasih kepada teman-teman mahasiswa yang juga sudah memberi

kontribusi baik langsung maupun tidak langsung dalam pembuatan karya ilmiah ini.

Tentunya ada hal-hal yang ingin kami berikan kepada masyarakat dari hasil karya

ilmiah ini. Karena itu kami berharap semoga karya ilmiah ini dapat menjadi sesuatu yang

berguna bagi kita bersama. Kritik dan saran tentunya sangat kami harapkan.

Inderalaya,  Desember 2014

3

DAFTAR ISI

HALAMAN DEPAN

KATA PENGANTAR iii

DAFTAR ISI iv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LatarBelakang........................................................................................5

1.2 Tujuan....................................................................................................5

1.3 Rumusan Masalah..................................................................................5

1.4 Hipotesa.................................................................................................6

1.5 Manfaat..................................................................................................6

BAB II PEMBAHASAN

2.1.Pengertian Radiasi.....................................................................................................7

2.2.Radiasi Ion.................................................................................................................7

2.3. Disinfektan ..............................................................................................................7

2.4 Air..............................................................................................................................8

2.5 Disinfeksi Air denganRadiasi Ion................................................................................8

2.5.1 Sinar Gamma.............................................................................................9

2.5.2 Ultra Violet................................................................................................9

2.5.3 Sinar X.......................................................................................................12

2.5.6 Partikel Sub Atom......................................................................................12

BAB III KESIMPULA DAN SARAN

3.1. Kesimpulan...........................................................................................13

3.2.Saran.......................................................................................................13

DAFTAR PUSTAKA

4

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Water treatment ataupengolahan air adalahbagiandari unit utilitas yang sangatvital,yaitusebagai unit yang berfungsidalampengolahan air yang di gunakanuntukmendukungkegiatandariproduksiitusendiri,antara lain untukkebutuhan make up cooling water .Pembuatan air demindanuntukmemenuhikeperluan air bersihdan air minumbaikuntukkompleksmaupununtukpabrikitusendiri.Teknologipengolahan air limbahadalahkuncidalammelihatkelestarianlingkungan, apapunmacamteknologipengolahan air domestikatauindustri yang di bangunharusdapat di operasikandan di peliharaolehmasyarakatsetempat.jaditeknologipengolahan yang di pilihharussesuaidengankemampuanteknologimasyarakat yang bersangkutanberbagaiteknologipengolahan air buanganuntukmenyisihkanbahanpolutannyatelah di cobadan di kembangkanselamaini.Teknik-teknikpengolahan air buangan yang telah di kembangkantersebut ,secaraumumterbagimenjadi 3 metodepengolaahan : 1.Pengolahan secarafisika . 2. Pengolahansecarakimia 3. Pengolahansecarabiologiuntukpengolahan air jenistertentu.

Ketigametodepengolahantersebutdapatdiaplikasikansecarasendiriatausecarakombinasi.Proses proses yang terlibatdalampengolahan air minumuntuktujuanpemisahanpadatandapatdenganmetodefisikasepertipengendapanpenyaringan. Proses kimiasecaradisinfeksidankoagulasi . Proses biologisdigunakandalampengobatanlimbahdan proses inidapatmencakupmisalnya,lagunaaerasi,lumpuraktif,atau filter pasirlambat.

1.2 TUJUAN

1. Untukmengetahui proses-proses yang terjadidalamsuatu proses water treatment

2. Untukmengetahuijenisjenis proses dalampengolahan air

3. Untukmengetahuiprinsipkerjadanmanfaatdalamaplikasikehidupandandalamlingkunganpabrik.

4. UntukmengetahuibahanChemical yang dapatdipakaidalam proses water treatment dalammenghilangkanmikroorganisme.

1.3 PERMASALAHAN

1. Bagaimanacaramengolah air menjadi air yang lebihbaikdanmurni yang terbebasdarimikroorganisme.

2. Bagaimanapengaruh proses water treatmentdengancararadiasi ion terhadaporganisme air.

5

1.4 HIPOTESA

1. Proses water tretment yang baikakanmenggunakanbahan chemical yang sesuai

2. Proses radiasi ion dapatdigunakantanpamengubahkarakteristik air namundapatmematikanmikroorganisme.

1.5 MANFAAT

1. Mengetahui proses-proses yang di pakaidalamwater treatment.

2. Mengetahuiteknologi water treatment sertaaplikasidalampabrikdankehidupansehari-hari.

3.Mengetahuiprinsipkerjadanmanfaatbahankimiadalam proses water treatment.

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Radiasi

Radiasiadalahpancaranenergimelaluisuatumateriatauruangdalambentukpanas,

partikelataugelombangelektromagnetik/cahaya (foton) darisumberradiasi.Ada dua macam

sifat radiasi yang dapat digunakan untuk mengetahui keberadaan sumber radiasi pada suatu

tempat atau bahan, yaitu sebagai berikut :

1. Radiasi tidak dapat dideteksi oleh indra manusia, sehingga untuk mengenalinya diperlukan

suatu alat bantu pendeteksi yang disebut dengan detektor radiasi. Ada beberapa jenis

detektor yang secara spesifik mempunyai kemampuan untuk melacak keberadaan jenis

radiasi tertentu yaitu detektor alpha, detektor gamma, detektor neutron, dll.

2. Radiasi dapat berinteraksi dengan materi yang dilaluinya melalui proses ionisasi, eksitasi dan

lain-lain. Dengan menggunakan sifat-sifat tersebut kemudian digunakan sebagai dasar untuk

membuat detektor radiasi. 

2.2 Radiasi Ion

Radiasipengionadalahjenisradiasi yang dapatmenyebabkan proses ionisasi

(terbentuknya ion positifdan ion negatif) apabilaberinteraksidenganmateri. Yang

termasukdalamjenisradiasipengionadalahpartikel alpha, partikel beta, sinar gamma, sinar-X

dan neutron. Setiapjenisradiasimemilikikarakteristikkhusus. Yang

termasukradiasipengionadalahpartikelalfa (α), partikel beta (β), sinar gamma (γ), sinar-X,

partikel neutron.

2.3 Disinfektan

Disinfektan adalah bahan kimia yang digunakan untuk mencegah terjadinya infeksi

atau pencemaran oleh jasad renik atau obat untuk membasmi kuman penyakit Pengertian lain

dari disinfektan adalah senyawa kimia yang bersifat toksik dan memiliki kemampuan

membunuh mikroorganisme yang terpapar secara langsung oleh disinfektan. Disinfektan

tidak memiliki daya penetrasi sehingga tidak mampu membunuh mikroorganisme yang

7

terdapat di dalam celah atau cemaran mineral.Selain itu disinfektan tidak dapat membunuh

spora bakteri sehingga dibutuhkan metode lain seperti sterilisasi dengan autoklaf.

Variabel dalam desinfektan :

1. Konsentrasi (Kadar)

Konsentrasi yang digunakan akan bergantung kepada bahan yang akan didesinfeksi dan pada organisme yang akan dihancurkan.

2. Waktu

Waktu yang diperlukan mungkin dipengaruhi oleh banyak variable.

3. Suhu

Peningkatan suhu mempercepat laju reaksi kimia.

4. Keadaan Medium Sekeliling

pH medium dan adanya benda asing mungkin sangat mempengaruhi proses disinfeksi. 

2.4 Air

Pengertian air adalah senyawa kimia yang merupakan hasil ikatan dari unsur hidrogen

(H2) yang bersenyawa dengan unsur oksigen (O) dalam hal ini membentuk senyawa H2O.

Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan makhluk hidup di bumi

ini. Fungsi air bagi kehidupan tidak dapat digantikan oleh senyawa lain. Penggunaan air yang

utama dan sangat vital bagi kehidupan adalah sebagai air minum. Hal ini terutama untuk

mencukupi kebutuhan air di dalam tubuh manusia itu sendiri.

2.5 Disinfeksi Air dengan Radiasi Ion

Sterilisasi dengan radiasi pengion , terutama oleh cobalt 60 sinar gamma atau akselerator elektron , adalah metode sterilisasi suhu rendah yang telah digunakan untuk sejumlah produk medis ( misalnya ,pengolahan air,jaringan untuk transplantasi , obat-obatan , peralatan medis ) . Tidak ada FDA pengion proses sterilisasi radiasi untuk digunakan di fasilitas kesehatan . Karena biaya sterilisasi tinggi , metode ini merupakan alternatif yang tidak menguntungkan untuk ETO dan sterilisasi plasma di fasilitas kesehatan tetapi cocok untuk skala besar sterilisasi . Beberapa efek merusak pada peralatan perawatan pasien yang terkait dengan radiasi gamma termasuk diinduksi oksidasi dalam polietilen 915 dan delaminasi dan retak pada bearings916 polietilen lutut . Beberapa ulasan 917 , 918 berurusan dengan sumber , efek , dan penerapan radiasi pengion dapat disebut untuk detail lebih lanjut

8

Ada beberapa metode dalam strerilisasi yang menggunakanradiasisepertisinarUV , sinar - X , sinar gamma , ataupartikelsubatom.

2.5.1. Sinar Gamma

Proses disinfeksi dengan radiasi gamma (cobalt 60) khususnya untuk air limbah

dengan dosis 463 krad menghasilkam 3 log inaktivasi untuk coliphage dan 4-5 log

inaktivasi untuk coliforms dan heterotropic plate count (Farooq,1992)

sangat menembus dan biasanya digunakan untuk sterilisasi peralatan medis sekali pakai , seperti jarum suntik , jarum , dan Kanula IV set , dan makanan . Radiasi gamma yang dipancarkan dari radioisotop ( biasanya Cobalt - 60 atau cesium - 137 ) . Cesium - 137 yang digunakan dalam unit rumah sakit kecil untuk mengobati darah sebelum transfusi untuk mencegah penyakit graft - versus-host . Penggunaan radioisotop membutuhkan pelindung untuk keselamatan operator ketika sedang digunakan dan penyimpanan radioisotop ini terus memancarkan sinar gamma ( tidak dapat dimatikan ) . Dengan desain paling radioisotop diturunkan ke kolam penyimpanan sumber berisi air ( air di kolam renang menyerap radiasi ) untuk memungkinkan personil pemeliharaan untuk memasuki perisai radiasi . Salah satu varian dari iradiator gamma membuat radioisotop di bawah air setiap saat dan menurunkan produk yang akan disinari di bawah air dalam lonceng kedap udara . Tidak ada perisai lebih lanjut diperlukan untuk desain tersebut . Desain jarang digunakan lainnya fitur penyimpanan kering dengan menyediakan perisai bergerak yang mengurangi tingkat radiasi di daerah-daerah iradiasi ruang . Sebuah insiden di Decatur , Georgia di mana larut dalam air cesium - 137 bocor ke kolam penyimpanan sumber membutuhkan NRC intervensi [ 45 ] telah menyebabkan dekat penghapusan radioisotop ini ; telah digantikan oleh lebih mahal , non - larut dalam air cobalt - 60 . Cobalt - 60 gamma juga memiliki sekitar dua kali energi dan karena itu biasanya rentang penetrasi lebih besar dari Cesium - 137 gamma

2.5.2. Ultra Violet

Disinfeksi dengan ultra violet pertama dilakukan pada permulaan abad ini ,namun

terabaikan karena khlorinasi lebih disukai .Sistem UV menggunakan lampu merkuri

tekanan rendah yang tertutup dalam tabung quartz.Tabung di celupkan dalam air yang

mengalir dalam tanki sehingga tersinar oleh radiasi UV dengan panjang gelombang

sebesar 2.537 A yang bersifat gramicdal .Namun, transmisi UV dengan quartz berkurang

sejalan dengan penggunaan yang terus menerus.Oleh karena itu lampu quartz harus rajin

di bersihkan secara terus menerus dengan kimiawi,ultrasonic dan mekanik.

Mekanisme Perusakan oleh UV :

Penelitian terhadap virus menunjukkan bahwa pada awalnya UV merusak viral

genome.selanjutnya merusak struktur pelindung virus.Radiasi UV merusak DNA mikroba

9

pada panjang gelombang hampir 260 nm.menyebabkan dimerisasi thymine yang

menghalangi replikasi DNA dan efektif mengaktivasi mikroorganisme.

Inaktivasi Patogen oleh radiasi UV :

Inaktivasi mikroba sebanding dengan dosis UV yang memakai satuan microwat per

detik per centimeter kuadrat .dengan persamaanberikut

N/No = e−kpdt

No = Jumlah awal mikroorganisme

N = Jumlah mikroorganisme yang selamat

K = Konstanta laju inaktivasi

Pd = Intensitas sinar UV mencapai organisme

t = Waktu paparan dalam detik

Efisiensi disinfeksi dengan UV tergantung pada jenis mikroorganisme. Secara umum

ketahanan mikroorganisme terhadap UV mengikuti pola yang sama dengan disinfektan

kimia .

Variabel yang Mempengaruhi Kerja UV :

Beberapa variabel (seperti partikel tersuspensi,COD,warna) dalam evluent air limbah

dapat mempengaruhi transmisi UV dalam air yang mempengaruhi kebutuhan untuk

disinfeksi.Bakteri indikator sebagian terlindungi dari radiasi UV apabila bersatu dengan

partikel padatan tersuspensi .Padatan tersusensi hanya melindungi sebagian

mikroorganisme dari efek bahaya radiasi UV .Fotoreaktivasi dapat terjadi pada mikroba

yang telah terpapar UV oleh gelombang cahaya tampak (visible) antara 300 nm dan 500

nm.Potensi perbaikan yang rusak dapat juga di perbaiki dalam ruang gelap oleh sistem

perbaikan sel.,segmen dna yang rusak oleh UV hilang dan di ganti dengan hasil sintesa

segmen yang baru.fotoreaktivasi telah di kaju pada skala penuh pengolahan air buangan

yang menggunakan disinfeksi UV .Legionella pneuophiila yang di perlakukan dengan

iradiasi UV mengalami fotoreaktivasi setelah terpapar cahaya visible(cahaya matahari

tidak langsung).Oleh karena itu air yang telah di olah dengan UV tidak boleh terpapar

oleh cahaya visible selama penyimpanan.

Disinfeksi UV Untuk Air minum dan Air Limbah :

1. Air Minum

10

Disinfektan ini efisien untuk menghilangkan virus yang merupakan subtrisi utama

penyebar penyakit aor dari sumber air tanah di rumahsakit ,khlorin di tambaahkan

untuk menjaga residu setelah di lakukan iradiasi UV.dengan dosis

30000W-s/cm2 .untuk mengurang hog.nilai ini jauh lebih besar dari minuman

dosis yang di keluarkan oleh US public healt service yaitu 16000nW-s/cm2.

2. Efluen air limbah

Disinfeksi dengan UV saat ini secara ekonomis bersaing dengan khlorinasi dan

tidak menimbulkan hasil samping racun seperti pada khlorinasi.Masalah yang

terjadi adlah kesulitan mengukur dosis UV yang di perlukan untuk disinfeksi

efluen air limbah.Model seperti pengujian dengan spora bacilus subtills atau RNA

Phage MS 2 di ajukan untuk menentukan dosi UV yang efektif untuk

disinfeksi.MS 2 menunjukkan ketahanan yang lebih tinggi terhadap iradiasi UV di

bandingkan virus enteric9seoerti virus hepatitis A,rotavirus).Dosis minimum

16000 w-c/cm2 menunjukkan penurunan lebih dari 3-log coliform dalam efluen

air limbah.Pada penelitian pengolahan air skala penuh,menunjukkan efisiensi yang

sama dengan proses khlorinasi untuk inaktivasi tota khloriform ,vecal kholoform

streptococci.Sistem ini lebih baik dari khlorinasi untuk inaktivasi chlosrtidium

perfingens dan coliphages.Penambahan bersama sama ozon dan UV tidak

memberikan inaktivasi lebih terhadap vecal coliform pada efluen air

limbah.Namun inaktivasi bakteri indikator bertambah apabila iradiasi UV di ikuti

dengan proses ozonosasi.

Keuntungan dan Kerugian yang disinfeksi dengan UV :

Berikut keuntungan disinfeksi air/air limbah dengan iradiasi UV ,yaitu :

a) Efisien untuk menginaktivasi bakteri dan virus pada air minum(diperlukan dosis yang

lebih tinggi untuk kista protozoa).

b) Tidak menimbulkan hasil samping senyawa karsinogen atau hasil samping yang

bersifat racun.

c) idak menimbulkan masalah rasa atau bau.

d) Tidak di perlukan penyimpanan dan penanganan bahan kimia beracun.

e) Unti UV hanya memerlukan ruang yang kecil.

Beberapa kerugian disinfeksi dengan UV ,Yaitu :

11

a) Tidak ada residu disinfektan pada air yang telah di olah(oleh karena itu diperlukan

penambahan klorin atau ozon setelah proses UV)

b) Relatif sulit menentukan dosis UV

c) Pembentukan biofilm pada permukaan lampu

d) Masih ada fotoreaksi pada bakteri patogen setelah proses.

2.5.3. Sinar X

Sinar-X berenergi tinggi ( bremsstrahlung ) adalah bentuk energi pengion yang memungkinkan untuk menyinari paket besar dan beban pallet peralatan medis . Penetrasi mereka cukup untuk mengobati beberapa palet paket low-density dengan rasio keseragaman dosis yang sangat baik . Sterilisasi X - ray adalah proses berbasis listrik tidak memerlukan bahan kimia atau radio - aktif . Sinar - X energi tinggi dan daya tinggi yang dihasilkan oleh mesin X - ray yang dapat dimatikan ketika tidak digunakan , dan karena itu tidak memerlukan perisai apapun ketika dalam penyimpanan . Sinar - X yang dihasilkan oleh bertabrakan elektron dipercepat dengan bahan padat (target ) seperti tantalum atau tungsten dalam proses yang dikenal sebagai bremsstrahlung konversi . Sistem ini umumnya memiliki efisiensi energik rendah selama konversi energi elektron untuk foton radiasi yang membutuhkan energi listrik lebih dari sistem lain

2.5.4. Partikel Sub Atom

Elektron pengolahan berkas atau iradiasi elektron adalah proses yang melibatkan menggunakan elektron , biasanya dari energi tinggi , untuk mengobati obyek untuk berbagai tujuan . Ini dapat terjadi di bawah suhu tinggi dan suasana nitrogen . Kemungkinan penggunaan untuk iradiasi elektron termasuk sterilisasi dan polimer cross-link .

Energi elektron biasanya bervariasi dari keV rentang MeV , tergantung pada kedalaman penetrasi yang diperlukan . Iradiasi dosis biasanya diukur dalam Gray , tetapi juga di Mrads . Dimana 1 Gy setara dengan 100 rad .

Komponen dasar dari perangkat elektron pengolahan berkas khas diilustrasikan dalam gambar . [ 1 ] Sebuah pistol elektron ( terdiri dari katoda , grid, dan anoda ) digunakan untuk menghasilkan dan mempercepat balok utama . Sebuah optik magnetik ( fokus dan defleksi ) sistem yang digunakan untuk mengendalikan cara di mana berkas elektron impinges pada materi yang sedang diproses ( the " benda " ) . Dalam operasi , katoda pistol adalah sumber elektron termal - dipancarkan yang baik dipercepat dan dibentuk menjadi sinar collimated oleh geometri medan elektrostatik yang ditetapkan oleh elektroda gun ( grid dan anoda ) konfigurasi yang digunakan . Berkas elektron kemudian muncul dari perakitan senjata melalui lubang keluar di tanah -pesawat anoda dengan energi sama dengan nilai tegangan tinggi ( tegangan operasi gun) negatif yang diterapkan pada katoda . Ini penggunaan tegangan tinggi langsung untuk menghasilkan berkas elektron energi tinggi memungkinkan konversi daya input ac kekuasaan balok pada efisiensi yang lebih besar dari 95 % , membuat materi berkas elektron pengolahan teknik yang sangat hemat energi . Setelah keluar pistol , balok melewati lensa dan defleksi sistem kumparan elektromagnetik . Lensa yang digunakan untuk memproduksi baik terfokus atau spot beam pada benda kerja , sedangkan kumparan defleksi

12

digunakan untuk posisi baik tempat balok di lokasi stasioner atau menyediakan beberapa bentuk gerak osilasi .

BAB 3

KESIMPULAN DAN SARAN

3.1. Kesimpulan

Radiasi Ionefektifuntukbakteridalaminaktivasidalambuangan air limbah .Namun,partikelterkaitmikroorganisme , yang dilindungidari UV , dapatdinonaktifkanolehradiasi ion .Secaraumum ,energidanbiayaenergiyang dibutuhkanuntukinaktivasiE. Colimenggunakanradiasi ion. Meskipunenergi yang dibutuhkangunamenggunakanradiasiion tidakbergantungpadakualitasair .Inaktivasimikroorganisme yang diinginkanpenggunaan UV untukmenonaktifkanmikroorganisme ,diikutiolehradiasiion , untukmenonaktifkanpartikelterkaitmikroorganisme , mungkinmenjadipilihan yang menjanjikanuntukmeminimalkan total tenagadanbiaya yang dibutuhkan.

3.2 Saran

Dibutuhkan data danreferensi-referensi lain untukmengetahuibagaimanacarauntukdisinfeksi air denganradiasi ion.

13

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2014. Electron Beam processing. http://en.wikipedia.org/wiki/Electron_beam_processing.

(di akses pada 9 Desember 2014)

Anonim.2014.Disinfecting water by ionizing radiation .http://en.wikipedia.org/wiki/Sterilization_(microbiology) (di akses pada 9 Desember 2014)

Anonim. 2014 . Gamma-ray .http://en.wikipedia.org/wiki/Gamma_rays.

(di akses pada 9 Desember 2014)

Anonim .2014 . X-ray.http://en.wikipedia.org/wiki/X-ray.

(di akses pada 9 Desember 2014)

14