Menara Pendingin: Kontrol ORP Klorin

Perkembangbiakan mikroorganisme dan pembentukan lendir merupakan masalah yang umum terjadi pada sistem perairan. Mikroba penghasil lendir yang bermasalah mungkin termasuk bakteri, jamur dan/atau ganggang. Endapan lendir biasanya terjadi di banyak sistem air industri termasuk sistem air pendingin, sistem pabrik pulp dan kertas, operasi minyak bumi, bubur tanah liat dan pigmen, sistem air rekreasi, sistem pencuci udara, air mancur dekoratif, makanan, minuman, dan pasteurisasi proses industri, sistem air manis , sistem scrubber gas, sistem lateks, pelumas industri, cairan pemotongan, dll.

Pertumbuhan organisme ini merupakan masalah serius dalam sistem air perkotaan dan industri seperti sistem air pendingin sekali pakai atau bersirkulasi ulang, kolam pendingin, pipa masuk, tangki air pemberat, dan waduk kapal yang mengambil air dari badan air yang terinfestasi. Mikroba dapat menyebabkan banyak masalah termasuk hilangnya tekanan akibat pengotoran pipa dan penukar panas, hilangnya efisiensi penukar panas karena pelapisan permukaan pertukaran panas, peningkatan dan percepatan korosi pada permukaan logam, peningkatan waktu henti, atau pecahnya lembaran kertas dalam pulp. dan sistem kertas, dan kerusakan komponen menara pendingin.

Pertumbuhan ini dapat menyebabkan penyumbatan dan kerusakan parah pada sistem yang dihuninya, yang mengakibatkan waktu henti sistem serta biaya pembersihan dan perbaikan yang mahal. Sebagai konsekuensi dari dampak buruk pertumbuhan biologis yang tidak terkendali dan kontaminasi dalam banyak proses industri, berbagai biosida dan antimikroba telah dikembangkan untuk membantu menghilangkan dan mengendalikan pertumbuhan biologis. Biosida dan antimikroba digunakan untuk mengendalikan pertumbuhan mikroba di sejumlah media air yang berbeda.

Seringkali, satu biosida tidak cukup untuk mengendalikan pertumbuhan biologis dalam media air. Biosida dapat bertindak dalam kombinasi, mis. secara sinergis, untuk menghasilkan kinerja biosida yang lebih baik dibandingkan dengan kemanjuran yang diperoleh bila masing-masing biosida digunakan secara terpisah. Kombinasi dua biosida dapat menghasilkan peningkatan kemanjuran melebihi efek kumulatif atau aditif dari kedua biosida tersebut. Hal ini mungkin mencerminkan efek biosidal yang sinergis pada beberapa komponen penting sel untuk kelangsungan hidup dan pertumbuhan berkelanjutan. Kombinasi dua biosida yang sinergis memungkinkan penambahan jumlah biosida individu yang lebih sedikit untuk mencapai tingkat pengendalian yang diinginkan. Praktik yang umum dilakukan adalah memberi makan dua jenis biosida yang berbeda secara bergantian, agar pertumbuhan biologis tidak menjadi resisten terhadap salah satu jenis biosida. Ini adalah "terkejut" pengobatan sangat berhasil dalam mengendalikan pertumbuhan biologis yang tidak diinginkan. Hal ini mempunyai dampak positif terhadap lingkungan dan ekonomi. Hal ini memungkinkan pengurangan pembuangan potensi polutan lingkungan dan program pengendalian yang lebih hemat biaya untuk beragam sistem industri.

Klorin digunakan sebagai biosida pengoksidasi untuk mengendalikan pertumbuhan biologis ini di sebagian besar menara pendingin industri. Pemantauan ORP (Potensi Reduksi Oksidasi)/redoks sangat berguna karena kemampuannya mengkorelasikan pembacaan milivolt dengan kekuatan sanitasi air.

Agar Klorin (Cl2) dapat berfungsi dengan baik di menara pendingin, Klorin (Cl2) harus ada dalam bentuk pengoksidasi asam hipoklorit (HOCl) atau ion hipokorit (OCl-). Kesetimbangan antara ketiga spesies bergantung pada pH dan dapat dipantau dengan menggunakan elektroda potensial oksidasi-reduksi (ORP).

ORP adalah ukuran larutan yang mengoksidasi atau mengurangi kekuatan. Cara kimia untuk melihat proses redoks adalah bahwa reduktor mentransfer elektron ke oksidan. Jadi, dalam reaksi, zat pereduksi atau pereduksi kehilangan elektron dan teroksidasi, sedangkan zat pengoksidasi atau pengoksidasi memperoleh elektron dan tereduksi. Ketika elektron berpindah dari satu spesies ke spesies lain dalam reaksi kimia, reaksi tersebut disebut reaksi oksidasi-reduksi; dimana oksidator dan reduktor disebut pasangan redoks.

Reaksi oksidasi dan reduksi terjadi bersamaan, elektron yang dihasilkan oleh reaksi reduksi harus diperoleh melalui reaksi oksidasi. Transfer elektron antara kedua spesies berlanjut hingga keseimbangan tercapai.

ORP mengukur rasio aktivitas spesies pengoksidasi dan pereduksi dalam suatu larutan. Hal ini menunjukkan aktivitas elektron larutan, yaitu kemampuannya untuk mengoksidasi atau mereduksi zat lain; ini tidak menunjukkan konsentrasi zat pengoksidasi atau pereduksi yang dominan. Kecepatan respons bervariasi menurut konsentrasi sistem redoks, konsentrasi tinggi berlangsung cepat dan konsentrasi rendah lambat.

Aktivitas dan Pengukuran Klorin

Di bawah pH 1,9, klorin ada sebagai molekul diatomik (Cl2) dalam air. Ketika pH meningkat di atas 1,9, klorin mengoksidasi air untuk menghasilkan HOCl, yang selanjutnya terdisosiasi menjadi OCl di atas pH 7,3. Unsur klorin tidak seefektif HOCl dan OCl- dalam membunuh organisme. Jadi, untuk efektivitas optimal diinginkan untuk mengontrol pH menara pendingin antara 7-8 pH. Penting juga untuk mengontrol jumlah klorin dalam menara untuk memastikan jumlahnya cukup untuk mengendalikan pertumbuhan biologis, namun tidak terlalu banyak sehingga menyebabkan korosi pada peralatan atau menimbulkan beban berlebihan pada fasilitas pengolahan air. Sebuah sistem pengukuran ORP dapat digunakan untuk menunjukkan kuantitas dan aktivitas klorin dalam air pendingin.

            

                 

Karena penambahan klorin meningkatkan kemampuan oksidasi air, pengukuran ORP memberikan indikator yang berguna mengenai kuantitas dan efektivitas klorin yang ada dalam air. Namun, seperti yang telah kita lihat, pH mempengaruhi potensi oksidasi klorin yang tersedia sehingga ORP akan bervariasi seiring dengan perubahan pH serta perubahan kadar klorin. Untuk memberikan indikasi tingkat klorin kita harus mengkompensasi pengukuran ORP untuk efek pH yang bervariasi. Salah satu cara untuk melakukannya adalah dengan mengganti elektroda referensi Ag/AgCl yang biasanya digunakan dengan elektroda ORP dengan elektroda pengukur pH.

Sistem Pengukuran

Jika jumlah total klorin dalam sistem tetap konstan, namun pH berubah, akan ada perubahan yang sesuai dalam pembacaan ORP yang diukur. Oleh karena itu, bagi kami ORP untuk mengontrol penambahan klorin, kami harus mengkompensasi pengukuran perubahan pH. Cara termudah untuk melakukannya adalah mengganti elektroda pH dengan elektroda referensi yang digunakan dengan FLXA21 atau PH450G yang dikonfigurasi untuk layanan ORP. Teknik ini hanya berlaku pada rentang pH sempit 6,5-8,0, dan hanya boleh digunakan dalam sistem sederhana yang beroperasi pada suhu stabil. (Pengukuran tidak memberikan kompensasi terhadap perubahan suhu.) Alat ini tidak boleh digunakan dalam situasi di mana mungkin terjadi perubahan besar pada komposisi latar belakang seperti aliran air limbah atau kolam pengolahan. Gambar 1 menunjukkan tingkat klor ppm yang khas dibandingkan dengan nilai pembacaan mV.