Disinfeksi Ozon: Dosis, Efisiensi Transfer, dan Volume Kontaktor

Target: insinyur desain stasiun pengolahan air limbah (municipal & industri) di Vietnam, Indonesia, Malaysia, dan Thailand Waktu baca: ~7 menit Alat terkait: Disinfeksi ozon · Panduan desain

Prinsip

Ozon (O₃) mengoksidasi patogen, warna, bau, dan bahan organik (COD). Dua angka mengikat biaya: dosis terpakai = dosis / efisiensi transfer (te) dan energi spesifik (se). Ozon juga berisiko bromat bila air mengandung bromida. Artikel ini menghitung kapasitas generator, energi, O₂, dan volume kontaktor.

Rumus dasar

Q_p = Q×pf (debit puncak) · applied = dose/te (te = efisiensi transfer) · kg/d = Q×applied/1000; kg/h = Q_p×applied/1000/24 · kWh = kg/d×se (se = energi spesifik kWh/kg O₃) · kWh/m³ = kWh/Q · O₂_kg = kg/d×o2r (o2r = O₂ per kg O₃, ~9 untuk umpan O₂) · lox = O₂_kg/1141 (m³ O₂ cair; ρ=1141) · Vol = Q_p×tc/1440 (tc = waktu kontak) · cellVol = Vol/nc; area = Vol/hd (hd = kedalaman) · off = kg/d×(1−te) (O₃ di off-gas)

dose = 5–12 mg/L (limbah), te = 0,8–0,95 (kontaktor diffuser), se = 6–12 kWh/kg O₃. tc = 10–20 menit. Bromat: risiko naik bila bromida >0,05 mg/L dan dose >5; bro₃ ≈ brp×(dose/10)×0,03.

Contoh

Q = 10000 m³/d, pf = 2, dose = 8, te = 0,9, se = 8, o2r = 9, tc = 15, nc = 3, hd = 5, brp = 50: Q_p = 20000; applied = 8/0,9 = 8,89; kg/d = 10000×8,89/1000 = 88,9; kg/h = 14,8; kWh = 88,9×8 = 711; kWh/m³ = 0,071; O₂_kg = 800; lox = 0,70 m³; Vol = 20000×15/1440 = 208 m³; area = 41,7; off = 88,9×0,1 = 8,9 kg/d.

5 kesalahan desain

1. te terlalu tinggi: dose terpakai meleset 2× → pakai te nyata 0,85–0,92
2. Lupa off-gas: 10–20 % O₃ keluar → butuh destructor; jangan buang ke udara
3. brp tinggi + dose >5: bromat terbentuk → turunkan dose atau ganti UV
4. tc < 10 menit: kontak tak cukup → besarkan kontaktor
5. se terlalu rendah: daya meleset → pakai se generator nyata

Tips operasi

Gunakan kalkulator ozon dari debit, dosis, dan efisiensi untuk dapat kapasitas generator, energi, dan volume kontaktor. Cocokkan dengan klorin (lebih murah, ada sisa) dan UV (tak ubah kimia). Pasangkan ORP online, DO, dan analyzer bromat bila berisiko.

Kesimpulan

Ozon: applied = dose/te, kg/d = Q×applied/1000, Vol = Q_p×tc/1440. Energi = kg/d×se; O₂ = kg/d×9; jangan lupa off-gas & bromat bila ada bromida.