OZONISASI SEBAGAI METODE PENGOLAHAN LIMBAH CAIR MEDIS

Proses pengolahan limbah cair medis dengan metode ozonisasi diawali dengan mengumpulkan limbah cair tersebut pada sebuah kolam equalisasi lalu dipompakan ke tangki reaktor untuk dicampurkan dengan gas ozon.  

Gas ozon yang masuk dalam tangki reaktor bereaksi mengoksidasi senyawa organik dan membunuh bakteri patogen pada limbah cair. Limbah cair yang sudah teroksidasi kemudian dialirkan ke tangki koagulasi untuk dicampurkan koagulan. Sementara itu, proses sedimentasi berlangsung pada tangki selanjutnya. Pada proses ini, polutan mikro, logam berat dan lain-lain sisa hasil proses oksidasi dalam tangki reaktor dapat diendapkan. 

Selanjutnya dilakukan proses penyaringan pada tangki filtrasi. Pada tangki ini terjadi proses absorpsi, yaitu proses penyerapan zat-zat polutan yang terlewatkan pada proses koagulasi. Zat-zat polutan akan dihilangkan oleh permukaan karbon aktif. Apabila seluruh permukaan karbon aktif ini sudah jenuh, atau tidak mampu lagi menyerap maka proses penyerapan akan berhenti, dan pada saat ini karbon aktif harus diganti dengan karbon aktif baru atau didaur ulang dengan cara dicuci. Air yang keluar dari filter karbon aktif untuk selanjutnya dapat dibuang dengan aman ke sungai. 

Limbah Cair Rumah Sakit (Medis)

Medis merupakan salah satu bidang yang sangat urgen di masyarakat. Pihak yang yang bertanggung jawab terhadap kesehatan masyarakat adalah medis. Telah banyak kemajuan yang dikembangkan di kalangan medis indonesia hingga saat ini. 

Akses kesehatan yang cepat dan bermunculannya berbagai metode pengobatan marak di masyarakat ternyata menghasilkan limbah cair medis yang sangat berbahaya di tiap Rumah Sakit di Indonesia. Ternyata salah satu tempat penyembuhan orang sakit justru menjadi sumber penyakit. Hal ini berkaitan dengan limbah yang dihasilkannya tidak ditangani dengan benar. Kebanyakan rumah sakit tidak mengolah terlebih dahulu limbah cair medis tersebut tapi langsung membuangnya ke sungai. 

Limbah yang dihasilkan dari sebuah rumah sakit umumnya mengandung bakteri, virus, senyawa kimia, dan obat-obatan yang dapat membahayakan bagi kesehatan masayarakat sekitar  rumah sakit tersebut. 

Limbah cair medis yang berasal dari labolatorium paling perlu diwaspadai. Untuk foto rontgen misalnya, ada cairan tertentu yang mengandung radioaktif   cukup berbahaya setelah bahan ini digunakan. 

Proses Ozonisasi telah dikenal lebih dari seratus tahun yang lalu. Proses menggunakan Ozon ini pertama kali diperkenalkan Nies dari Perancis sebagai metode sterilisasi air minum pada tahun 1906. Teknologi pengolahan limbah cair medis yang banyak digunakan adalah septic tank dan insenator. 

Keduanya sekarang terbukti memiliki nilai negatif besar. Septic tank banyak dipersoalkan lantaran rembesan air dari tangki yang dikhawatirkan dapat mencemari tanah. Sedangakan insenator, metode yang digunakan dengan teknik pembakaran pada sampah medis juga bukan berarti tanpa cacat. 

Badan perlindungan lingkungan AS menemukan bahwa teknik insenerasi merupakan sumber utama zat dioksin yang sangat beracun. Penelitian terakhir menunjukan bahwa zat dioksin inilah yang menjadi pemicu tumbuhnya kanker pada tubuh. 

Pada tulisan ini akan dipaparkan mengenai metode lain untuk mengolah limbah cair medis, kekurangan dan kelebihannya. Metode alternatif tersebut adalah teknologi pengolahan limbah cair medis dengan metode Ozonisasi. 

Salah satu metode sterilisasi limbah cair medis yang direkomendasikan oleh United States Environment Protection Agency (USEPA) tahun 1999. Dewasa ini, metode ozonisasi mulai banyak diperlukan untuk sterilisasi bahan makanan, pencucian alat kedokteran, mengolah limbah cair tekstil, cat kulit, hingga sterilisasi udara pada ruangan kerja di perkantoran. 

Ozonisasi 

Luasnya penggunaan ozon ini tidak terlepas dari sifat ozon yang dikenal memiliki sifat radikal (mudah bereaksi dengan senyawa disekitarnya) serta memiliki oksidasi potential 2.07 V. Selain itu, ozon telah dapat dengan mudah dibuat dengan menggunakan plasma seperti corona discharge (Berlanga, 1998). 

Melalui proses oksidasinya pula ozon mampu membunuh berbagai macam mikroorganisma seperti bakteri Escherichia coli, Salmonella enteriditis, Hepatitis A Virus serta berbagai mikroorganisma patogen lainnya (Crites, 1998). 

Melalui proses oksidasi langsung ozon akan merusak dinding bagian luar sel mikroorganisma (cell lysis) sekaligus membunuhnya. Juga melalui proses oksidasi oleh radikal bebas seperti hydrogen peroxy (HO2) dan hydroxyl radical (OH) yang terbentuk ketika ozon terurai dalam air. 

Ozonisasi limbah cair medis Limbah cair yang berasal dari berbagai kegiatan laboratorium, dapur, laundry, toilet, dan lain sebagainya dikumpulkan pada sebuah kolam equalisasi lalu dipompakan ke tangki reaktor untuk dicampurkan dengan gas ozon. 

Gas ozon yang masuk dalam tangki reaktor bereaksi mengoksidasi senyawa organik dan membunuh bakteri patogen pada limbah cair (Harper, 1986). Limbah cair yang sudah teroksidasi kemudian dialirkan ke tangki koagulasi untuk dicampurkan koagulan. 

Lantas proses sedimentasi pada tangki berikutnya. Pada proses ini, polutan mikro, logam berat dan lain-lain sisa hasil proses oksidasi dalam tangki reaktor dapat diendapkan (Harper, 1986). 

Selanjutnya dilakukan proses penyaringan pada tangki filtrasi. Pada tangki ini terjadi proses adsorpsi, yaitu proses penyerapan zat-zat pollutan yang terlewatkan pada proses koagulasi. Zat-zat polutan akan dihilangkan permukaan karbon aktif. Apabila seluruh permukaan karbon aktif ini sudah jenuh, atau tidak mampu lagi menyerap maka proses penyerapan akan berhenti, dan pada saat ini karbon aktif harus diganti dengan karbon aktif baru atau didaur ulang dengan cara dicuci. Air yang keluar dari filter karbon aktif untuk selanjutnya dapat dibuang dengan aman ke sungai (Harper, 1986). 

Ozon akan larut dalam air untuk menghasilkan hidroksil radikal (-OH), sebuah radikal bebas yang memiliki potential oksidasi yang sangat tinggi (2.8 V), jauh melebihi ozon (1.7 V) dan chlorine (1.36 V). Hidroksil radikal adalah bahan oksidator yang dapat mengoksidasi berbagai senyawa organik (fenol, pestisida, atrazine, TNT, dan sebagainya). Sebagai contoh, fenol yang teroksidasi oleh hidroksil radikalakan berubah menjadi hydroquinone, resorcinol, cathecol untuk kemudian teroksidasi kembali menjadi asam oxalic dan asam formic, senyawa organik asam yang lebih kecil yang mudah teroksidasi dengan kandungan oksigen yang di sekitarnya. Sebagai hasil akhir dari proses oksidasi hanya akan didapatkan karbon dioksida dan air (Harper, 1986). 

Hidroksil radikal berkekuatan untuk mengoksidasi senyawa organik juga dapat dipergunakan dalam proses sterilisasi berbagai jenis mikroorganisma, menghilangkan bau, dan menghilangkan warna pada limbah cair. Dengan demikian akan dapat mengoksidasi senyawa organik serta membunuh bakteri patogen, yang banyak terkandung dalam limbah cair rumah sakit (Wilson, 1986). 

Pada saringan karbon aktif akan terjadi proses adsorpsi, yaitu proses penyerapan zat-zat yang akan diserap oleh permukaan karbon aktif. Apabila seluruh permukaan karbon aktif ini sudah jenuh, proses penyerapan akan berhenti. Maka, karbon aktif harus diganti baru atau didaur ulang dengan cara dicuci (Wilson, 1986).

Aplikasi Sistem Ozonisasi di Rumah Sakit

Aplikasi sistem ozonisasi sering dikombinasikan dengan lampu ultraviolet atau hidrogen peroksida. Dengan melakukan kombinasi ini akan didapatkan dengan mudah hidroksil radikal dalam air yang sangat dibutuhkan dalam proses oksidasi senyawa organik. 

Teknologi oksidasi ini tidak hanya dapat menguraikan senyawa kimia beracun yang berada dalam air, tapi juga sekaligus menghilangkannya sehingga limbah padat (sludge) dapat diminimalisasi hingga mendekati 100%. 

Dengan pemanfaatan sistem ozonisasi ini pihak rumah sakit tidak hanya dapat mengolah limbahnya tapi juga akan dapat menggunakan kembali air limbah yang telah terproses (daur ulang). Teknologi ini, selain efisiensi waktu juga cukup ekonomis, karena tidak memerlukan tempat instalasi yang luas (Wilson, 1986). 

Reaktor air berozon Indonesia Ozon banyak dipergunakan dalam proses oksidasi, dekolorisasi, sterilisasi, dan deodorasi dan dapat digunakan untuk mengolah limbah cair industri, rumah sakit, hotel, dan juga untuk proses pencucian bahan makanan dan peralatan medik dalam bentuk air berozon. 

Komponen-komponen utama alat pembuat air berozon Deskripsi disederhanakan menjadi satu sistem terpadu, tanpa pipa penghubung, dengan membuat pipa gas dan pipa air pada satu poros untuk menghasilkan air berozon dengan konsentrasi tinggi. 

Air yang digunakan sekaligus berfungsi sebagai pendingin alat ozonizer. Penyempurnaan alat ini dari alat sejenis dengan metode plasma mampu meningkatkan efisiensi pembentukan ozon dan tidak memerlukan pendingin khusus pada ozonizer tersebut. Keunggulan + Sistem lebih sederhana Inovasi + Biaya pembuatan air berozon lebih murah Potensi Aplikasi Pengolahan limbah cair Status Telah dikomersialkan Pengembangan Status Paten Telah dipatenkan Inovator Dr. Anto Tri Sugiharto Organisasi Pusat Inovasi LIPI Silahkan kunjungi www.bic.web.id.

Sifat ozon yang dikenal memiliki sifat radikal (mudah bereaksi dengan senyawa disekitarnya) serta memiliki oksidasi potential 2.07 V dan dapat dengan mudah dibuat dengan menggunakan plasma seperti corona discharge. Ozonisasi merupakan salah satu alternatif dalam penanganan masalah limbah cair medis. Terbukti bahwa metode pengolahan limbah ini lebih mengefisienkan waktu dan biaya pengolahan karena tidak memerlukan tempat pengolahan limbah yang luas. 

Sumber tulisan :

Di sadur dari Proposal KTI yang disusun oleh :

Ade Esa Nurasiah, Idin Azharudin, Imas Saidah, Dede Darwati, Sandra Permana, Siti Nurlailla dan Siti Nurlaela.

PRODI FISIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI BANDUNG 

TEKNOLOGI PLASMA (Bagian 2)

Prinsip Teknologi Plasma untuk Pengolahan Air

Pengolahan air minum dengan sistem plasma dapat menggantikan pemakaian klorin dan karbon aktif yang biasa digunakan untuk membunuh mikroorganisme dan menghilangkan kandungan senyawa organik yang berbahaya yang ada dalam air minum. Tegangan tinggi merupakan parameter yang sangat berpengaruh dalam sistem plasma (Ariza dkk).

Plasma dalam air juga berperan dalam berbagai proses pengoksidasian senyawa organik. Aksi reaksi yang terjadi pada ion dan elektron dalam plasma di dalam limbah cair industri berlanjut dengan terbentuknya sinar ultraviolet dan shockwave. Akibat ion dan elektron yang dihasilkan teknologi plasma mempunyai energi yang sangat tinggi yang menyebabkan air (H2O) akan terurai dan menghasilkan spesies aktif seperti OH, O, H dan H₂O₂.

H₂O menjadi OH^- dan H₂

2H₂O + 2e^-   →     2 OH^- + H₂

H₂O menjadi H₂O₂

2H₂O   →   H₂O₂ + 2H⁺ + 2e^-

H₂O menjadi O₂

2H₂O   →   4H⁺ + O₂ + 4e^-

Ilustrasi dari electrical discharge plasmas dari air ditampilkan pada Gambar 2 (Tuhu dkk).

Spesies aktif tersebut merupakan oksidan kuat yang dapat mengoksidasi berbagai senyawa organik sekaligus membunuh bakteri dalam limbah cair tersebut, spesies aktif tersebut kemudian bereaksi dengan unsur karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), sulfur (S) yang terdapat dalam limbah cair industri tersebut. Tumbukan elektron dan ion dengan molekul molekul mengakibatkan terjadi reaksi kimia melalui oksidasi dan reduksi yang ditunjukan pada reaksi-reaksi berikut (Tuhu dkk).

2 C + O₂ → 2 CO

2 CO + O₂ → 2 CO₂

H⁺ + OH^- → H₂O

2H₂ + O₂ → 2 H₂O

OH+ OH → H₂O₂

2 H+ + 2 e^- → H₂

N₂ + O₂ → 2 NO

Zat yang terbentuk dari reaksi plasma dengan bahan organik limbah cair industri tersebut berupa gas. Apabila zat hasil reaksi berfasa gas maka akan keluar gelembung-gelembung gas disekitar batang katoda yang kemudian akan bergerak keatas permukaan air, jadi semakin banyak gas yang keluar dan kotoran yang mengendap pada pengolahan limbah cair industri tahu menggunakan teknologi plasma, maka kandungan COD dan TSS dalam limbah cair tersebut juga akan berkurang (Tuhu dkk).

Perkembangan Teknologi Plasma untuk Pengolahan Air

Perkembangan teknologi penggunaan plasma untuk pengolahan air berkembang dengan cukup pesat. Teknologi pengolahan tersebut dapat dikelompokan menjadi beberapa bagian yaitu sebagai berikut.

      1. Remote (Ozone)

Ozon banyak dipergunakan dalam proses oksidasi, dekolorasi, sterilisasi,dan deodorisasi dan dapat digunakan untuk mengolah limbah cair industri, rumah sakit, hotel, dan juga untuk proses pencucian bahan makanan dan peralatan medik dalam bentuk air berozon (ozonized water). Komponen-komponen utama alat pembuat air berozon disederhanakan menjadi satu sistem terpadu, tanpa pipa penghubung, dengan membuat pipa gas dan pipa air pada satu poros untuk menghasilkan air berozon dengan konsentrasi tinggi. Air yang digunakan sekaligus berfungsi sebagai pendingin alat ozonizer. Penyempurnaan alat ini dari alat sejenis dengan metode plasma mampu meningkatkan efisiensi pembentukan ozon dan tidak memerlukan pendingin khusus pada ozonizer tersebut.

Pada pengolahan air menggunakan sistem plasma ini, pertama-tama oksigen yang berada dalam kondisi cair diuapkan menggunakan evaporator sebelum masuk ke dalam ozone generator. Di dalam ozone generator, oksigen akan diubah menjadi ozone dan selanjutnya dialirkan ke dalam air. Ilustrasi dari pengolahan air dengan sistem plasma remote (Ozone) ditampilkan pada Gambar 3.

2. Indirect (Electron beam)

Perkembangan penggunaan teknologi plasma electron beam (EB) awalnya dapat digunakan untuk pengolahan udara dan air. Manfaat dari penggunaan plasma jenis ini adalah penurunan jumlah energi atau daya yang digunakan dan menaikan laju dari reaksi kimia pada penggunaan plasma (Lovtsov, 2004).

Untuk pengolahan udara sendiri salah satu teknologi EB yang digunakan adalah untuk menghilangkan SiCl4 dengan cara mengkonversi senyawa tersebut menjadi SiHCL. Prinsip kerja dari EB untuk pengolahan udara adalah dengan melakukan proses ekstraksi EB ke dalam gas yang mengandung impurities pada tekanan atmosferik. Diagram alir dari teknologi ini ditampilkan pada Gambar 4 (Lovtsov, 2004).

Unit untuk suplai daya utama (1) adalah konverter frekuensi yang mengubah standar tiga fasa dengan tegangan 380 V, 50 Hz ke variabel tegangan dengan frekuensi 1kHz. Transformer rectifier unit (TRU) (2) berfungsi untuk menaikan tegangan hingga 100 kV, serta melakukan filtrasi awal. Electron gun (3) menerima suplai tegangan dari TRU. EB (4) zona pembentukan electron gun (3). Perangkat ekstraksi (5) memberikan penurunan tekanan yang diperlukan untuk operasi sistem (Lovtsov, 2004).

Sistem berikut diperlukan untuk keberhasilan operasi: sistem vakum (6) diperlukan untuk menyediakan penurunan tekanan. Sistem magnetik (7) digunakan untuk menghalangi peningkatan jari-jari EB radius. Focusing solenoids power supply system (8) dan sistem pendingin untuk solenoida (9). Pemotong sistem (10) dirancang untuk memotong perangkat ekstraksi dan pistol elektron dari gas korosif dari daerah operasi (Lovtsov, 2004).

Untuk pengolahan air sendiri, prinsip dari teknologi ini adalah emisi elektron termal dari filamen dalam ruang hampa yang kemudian dipercepat oleh medan listrik yang tinggi. Kemudian akan terbentuk lapisan film Ti atau BN karena adanya efek tunnels.

Ilustrasi dari pengolahan air dengan sistem plasma indirect (Electron beam) ditampilkan pada Gambar 6.

      3. Direct (Electrical discharges in water)

Salah satu jenis teknologi plasma yang sedang berkembang pada saat ini adalah teknologi plasma menggunkan electrical discharges dengan spesifikasi corona discharges dalam reaktor campuran air dengan udara. Discharges terbentuk diatas air dan bisa membentuk ozon serta berbagai macam oksidator seperti hydroxyl dan UV. Teknologi ini juga sering disebut dengan CAW reaktor (Grabowski, 2006).

Dalam teknologi ini, diterapkan pengolahan air dengan mengalirkan listrik di media heterogen. Proses ini didasarkan pada penggunaan proses oksidasi canggih untuk menciptakan oksidasi kuat secara insitu. Discharges dibuat di udara dan produk reaksi berdifusi ke lapisan tipis air yang terkontaminasi. Discharges menciptakan ozon, ion, (UV), photons dan metastables. Radikal pendek akan terbentuk selama discharges (seperti ozon, hidroksi-radikal (OH), atom oksigen dan hidrogen peroksida (H2O2) yang sangat berguna untuk membersihkan air karena adanya sifat non-toksisitas (Grabowski, 2006).

Penggunaan corona discharges untuk pengolahan air dinilai sangat efektif karena dilakukan dengan teknik ozonisasi yang mudah (Grabowski).

Dalam teknik CAW, selain hidroksil radikal dan ion korona juga menghasilkan ozon. Ozon berdifusi ke dalam fase cair dan mengoksidasi senyawa target. Radikal hidroksil tidak dapat mencapai permukaan cairan, karena reaktivitas yang tinggi, namun bisa menghasilkan hidrogen peroksida (Grabowski).

Salah satu manfaat menggunakan CAW adalah kenyataan bahwa zona yang sangat reaktif berlangsung hanya dalam streamer, sedangkan sebagian besar gas dan air berada dalam keadaan ambient. Perbandingan teknologi ini dibanding dengan teknologi plasama dengan menggunakan aerosol reaktor (air disemprotkan ke aerosol dan produk dari discharges menyebar ke tetesan), di CAW reaktor permukaan reactivable jauh lebih stabil. Dengan desain elektroda yang tepat teknik CAW memberikan distribusi seragam di di seluruh ruangan antara elektorda (Grabowski, 2006).

Sistem pengolahan air menggunakan CAW

Komponen utama dari sistem pengolahan air mneggunakan CAW adalah reaktor persegi dengan sistem elektroda, high-voltage pulse generator dan sistem diagnosa (Grabowski, 2006).

Reaktor

Reaktor yang digunakan adalah reaktor dengan konstruksi kedap udara untuk mencegah produk korona keluar dari reaktor. Reaktor terbuat dari Perspex dengan dimensi 8 x 5,5 x 38 cm dan ketebalan dinding samping adalah 10 mm serta dinding bawah 4mm. 4 elektroda, 0,2 mm, ditempatkan di sampul reaktor. Katoda ditempatkan di luar reaktor, di sisi bawah seperti yang ditampilkan pada Gambar 7 (Grabowski, 2006).

Jarak horizontal antar elektroda adalah 2 cm, jarak antara anoda dan katoda adalah 4.5 cm dan volume air yang digunakan adalah 250 ml untuk mencapai ketinggian air 1 cm (Grabowski, 2006).

Sistem rangkaian listrik

Pembangkit listrik berdenyut berulang adalah teknologi yang memungkinkan untuk aplikasi dari pulse corona discharges. Prototipe dari pembangkit listrik berdenyut berulang yang tersedia telah dibuktikan di laboratorium dan di uji coba lapangan. Generator ini bekerja dengan spark-gap yang dapat dikombinasikan dengan transmission line transformer. Jangka pakai yang lama dinilai dapat dimanfaatkan dalam dunia industry (Grabowski, 2006).

Selama melakukan uji test yang pertama ditampilkan sistem rangkain listrik yang digunakan pada Gambar 8. Pendukung daya bekerja pada tegangan maksimal 40kV dengan tingkat pengulangan dari 20 sampai 50Hz. Arus pada sumber DC sekitar yang digunakan berkisar sekitar 200A (Grabowski, 2006).

Generator listrik berdenyut yang digunakan ditunjukkan pada Gambar 9. Tegangan, arus, daya dan bentuk gelombang energi yang digunakan ditampilkan pada Gambar 10. Capacitor C dialirkan melalui transmisi line transformator (TLT) melalui switch sparkgap, dengan tingkat pengulangan sampai sekitar 100 pps.

Deskripsi rinci dari TLT diberikan dalam [1,10]. TLT yang digunakan di sini terdiri dari empat kabel koaksial 50 ohm. Pada sisi generator, kabel dihubungkan secara paralel, sehingga memberikan impedansi yang rendah untuk kapasitor (12,5 ohm). Pada sisi reaktor, kabel dihubungkan secara seri. Impedansi keluaran sebesar 200 ohm memberikan pencocokan yang lebih baik dengan reaktor korona. Selain itu, tegangan keluaran akan meningkat.

Fungsi utama dari TLT adalah:

• transformasi impedansi memberikan switching dan pencocokan yang lebih baik dengan reaktor corona,
• meningkatkan tegangan output, dan
• perlindungan saklar terhadap terjadinya arus pendek dan kerusakan.

Kinerja TLT tergantung dari seberapa besar inti magnetic yang digunakan. Pada teknologi ini, tidak ada inti magnetik yang digunakan. Akibatnya, impedansi rendah membatasi transformasi tegangan dan adanya osilasi pada tegangan yang terjadi (Gambar 10). Karena osilasi ini,, negative corona discharge akan terjadi setelah 200 ns (Grabowski, 2006).

Untuk mendiagnosa efisiensi dari reaktor yang digunakan maka dipasang sistem diagnosa yang mengukur senyawa LIF dari senyawa yang dihasilkan (Grabowski, 2006).

Teknologi pengolahan air menggunakan plasma merupakan salah satu jalur alternatif pengolahan air yang cukup efisien. Teknologi ini menerapkan metode daur ulang air limbah yang dihasilkan dalam proses produksi, sehingga tidak berbahaya ketika dibuang ke lingkungan. Namun teknologi ini masih jarang digunakan karena masih jarang diketahui masyarakat luas. Di Indonesia sendiri perkembangan teknologi pengolahan plasma sedang dikembangankan lebih lanjut . Salah satunya adalah Advanced Oxydation Process (proses oksidasi lanjutan. AOP adalah satu atau kombinasi dari beberapa proses, seperti ozon, hidrogen, peroksid, sinar ultraviolet, titanium oksida, foto katalis, serta beberapa proses lainnya untuk menghasilkan hidroksil radikal. Hidroksil radikal sangat mudah bereaksi dengan senyawa-senyawa lain yang ada di sekitarnya.

Oksida merupakan sebuah unit pengolahan air limbah yang dapat digunakan berpindah-pindah atau bergerak (mobile) maupun secara tetap (stationary). Unit bergerak Oksida dapat memenuhi kebutuhan industri kecil dan menengah atau rumah sakit dan puskesmas yang tidak memiliki lahan yang luas untuk instalasi pengolahan air limbah. Adapun untuk industri besar, Oksida dapat diinstalasi secara tetap seperti halnya sistem IPAL (instalasi pengolahan air limbah) yang sudah ada.

Disadur dari tulisan

Hendro Amril

Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Bandung

TEKNOLOGI PLASMA (Bagian 1)

Dalam fisika dan kimia, plasma (juga disebut gas terionisasi karena terbentuk dari benda bersifat gas yang terionisasi oleh panas) adalah keadaan benda fase-gas berenergi, yang sering disebut sebagai "keadaan benda keempat", yang beberapa atau semua elektron di orbit atom terluar telah terpisah dari atom atau molekul. Hasilnya adalah sebuah koleksi ion dan elektron yang tidak lagi terikat satu sama lain. Karena partikel-partikel ini terionisasi (bermuatan), gas ini bertingkah laku lain dari gas biasa, contohnya, kehadiran medan elektromagnetik. Keadaan benda ini pertama kali diidentifikasi oleh Sir William Crookes pada 1879, dan disebut "plasma" oleh Irving Langmuir pada 1928.

Perlakuan "fluid" biasa datang dari kombinasi persamaan Navier Stokes dinamika fluid dan persamaan Maxwell Elektromagnetisme. Hasil dari himpunan persamaan ini, dengan perkiraan yang tepat, disebut Magnetohidrodinamika (atau MHD pendeknya).

Fisika plasma sangat penting dalam astrofisika. Banyak objek-objek astronomi, termasuk bintang, piringan accretion, nebula, dan interstellar medium, terdiri dari plasma. Ia juga penting dalam ilmu aerodinamika seperti hipersonik, karena pada kecepatan hipersonik, interaksi dari gelombang kejut (shockwave) dan lapisan batasan menciptakan panas yang mengionisasi udara di sekitar badan pesawat tersebut. Ini terjadi, contohnya, pada saat pesawat ulang-alikmasuk kembali ke atmosfer bumi. Fisika plasma juga digunakan dalam mempelajari fusi nuklir karena banyak reaksi fusi terjadi dalam plasma.Plasma dapat pula digunakan pada TV Plasma dan lampu neon.

https://id.wikipedia.org/wiki/Fisika_plasma

Plasma adalah gas terionisasi. Derajat ionisasi bisa dikontrol dengan tegangan yang diaplikasikan. Dengan membuat plasma dalam air akan dihasilkan berbagai macam spesies aktif yang hampir keseluruhan dari spesies aktif tersebut memiliki tingkat oksidasi potensial yang tinggi yang berpotensi dalam menguraikan kandungan senyawa organik di dalam air. Disamping itu juga, plasma juga dapat menghasilkan sinar UV dan gelombang kejut yang juga berpotensi untuk menguraikan kandungan senyawa organik dalam air secara significan (hazmi dkk, 2011).

Plasma merupakan jenis zat keempat selain zat klasik padat, cair dan gas yang ditemukan pada tahun 1928 oleh ilmuan Amerika, Irving Langmuir dalam ekperimennya melalui lampu tungsten filament. Plasma dibuat dengan pemanfaatan tegangan listrik dengan menghadapkan dua elektroda diudara bebas.

Udara adalah isolator, materi yang tidak menghantarkan listrik namun apabila kedua elektorda tersebut diberikan tegangan listrik yang cukup tinggi kira-kira 10kV maka sifat konduktor akan muncul pada udara tersebut. Bersamaan dengan itu pula maka tegangan listrik mulai mengalir (electrical discharge). Semakin besar tegangan listrik yang diberikan pada elektroda maka semakin besar pula ion dan elektron bebas yang terbentuk. Pada tahun 1833, Faraday menunjukan bahwa jumlah zat-zat yang teroksidasi dan tereduksi pada elektroda-elektroda berbanding lurus dengan waktu dan jumlah kuat arus yang melalui sel tersebut (Tuhu dkk).

Secara umum ada beberapa jenis dari plasma yang dikategorikan sesuai dengan temperatur dan tekanan operasi dari gas. Untuk limbah padat, karena adanya proses pelelehan dan penguapan, dibutuhkan kondisi operasi dengan temperatur dan tekanan yang tinggi. Untuk pengolahan air, tergantung dari jenis polutan yang akan dihilangkan dan biasanya kategori jenis plasma yang digunakan adalah plasma dengan kondisi operasi temperatur yang rendah dengan tekanan yang tinggi. Tabel 1 menunjukan jenis-jenis plasma yang digunakan dalam dunia perindustrian (Chang 2007).

Low pressure plasma biasanya digunakan untuk semikonductor, lampu dan lasers. Non thermal plasama biasanya digunakan untuk pengaturan polusi udara, pengolahan sampah, pelapisan polimer. Thermal plasma biasanya digunakan untuk pengolahan limbah padat, pelapisan, ceramic processing, pengolahan air dan nuclear fusion plasma dugunakan untuk kebutuhan energi dan militer.

Plasma juga salah satu jenis zat kimia aktif yang dapat mengalami reaksi seperti ionisasi, eksitasi, disosiasi, transfer atom dan molekul. Laju reaksi akan lebih tinggi untuk reaksi radikal apabila terdapat ion dan elektron yang terlibat dalam reaksi. Jenis reaksi kimia dan urutan besarnya laju reaksi pada Tabel 2.

Dalam plasma terjadi beberapa kondisi-kondisi yaitu (i) atom dapat tereksitasi secara elektronik, (ii) beberapa atom yang berada dalam keadaan metastabil dapat memiliki waktu hidup beberapa milidetik, (iii) molekul dapat mengalami rotasi, getaran dan eksitasi, (iv) beberapa molekul metastabil memiliki waktu hidup beberapa detik.

BERSAMBUNG....