The effect of pH and temperature on desinfection process using microbubble and pressurized carbon dioxide

  • Evi KURNIATI Universitas Brawijaya
  • Fajri Anugroho
  • Akhmad Adi Sulianto

Abstract

Mengatasi persoalan kualitas air permukaan yang disebabkan oleh bakteri patogen Eschericia coli (E. coli). Untuk mencegah terjadinya berbagai penyakit yang timbul akibat air yang tercemar oleh E. coli, maka perlu dilakukan proses desinfeksi. Desinfeksi menggunakan microbubble karbondioksida (CO2) bertekanan mulai dikembangkan sebagai metode desinfeksi alternatif. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh pH dan suhu terhadap efektifitas desinfeksi E. coli. Penelitian dilakukan dalam dua tahap yaitu operasonal dengan variasi pH awal (4,7 dan 9) dilanjutkan dengan variasi suhu (20, 25, 30, 35, dan 40C), selama 25 menit dengan tiga kali ulangan. Tekanan pada reaktor menggunakan tekanan 0.2 MPa. Perhitungan koloni E. coli menggunakan metode Total Plate Count (TPC). Hasil penelitian menunjukkan rerata suhu cenderung mengalami peningkatan, sementara rerata pH serta jumlah E. coli mengalami penurunan. efek mikrobisidal paling efektif terjadi pada pH awal 4 dengan penurunan jumlah E. coli sebesar 73%. Suhu yang paling efektif untuk mendesinfeksi E. coli sebesar 86.7% adalah 40C dengan suhu dan pH akhir sebesar 55C dan 5.0 dimana jumlah E. coli yang semula 1.5 x 106 CFU/ml, tereduksi menjadi 0.2 x 106 CFU/ml.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biography

Evi KURNIATI, Universitas Brawijaya
Environmental Engineering Study Program, Faculty of Agricultural Technology

References

Abuzar SS, Yogi DP, Reza EE. 2012. Koefisien Transfer Gas (KLa) pada Proses Aerasi Menggunakan Tray Aerator Bertingkat 5 (Lima). Jurnal Teknik Lingkungan UNAND 9 (2) : 15 155 – 163 (Juli 2012)

Anggraeni MD. 2012. Uji Disinfeksi Bakteri Escherichia Coli Menggunakan Kavitasi Water Jet. Depok : Universitas Indonesia.

Barat, WOB. 2011. Pemanfaatan Karbondioksida (CO2) untuk Optimalisasi Pertumbuhan Rumput Laut Kappaphycus alvarezii [skripsi]. Bogor: Institut Pertanian Bogor.

Brooks GF, Carroll KC, Butel JS, Morse SA. 2010. Medical Microbiology 26th Edition (1) : 13-401. New York : Mc. Graw Hill.

Cheng X, Imai T, Teeka J, Yamaguchi J, Hirose M, Higuchi T, Sekine M. 2011. Inactivation of Escherichia coli and bacteriophage T4 by high levels of dissolved CO2. Applied Microbiology and Biotechnology, 90, 1493–1500.

Djoharama V, Riani V, Yani M. 2018. Analisis Kualitas Air dan Daya Tampung beban Pencemaran Sungai Pesanggrahan di Wilayah Provinsi DKI Jakarta. Jurnal Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan Vol. 8 No. 1 (April 2018): 127-133

Estika N, Suprihatin, Yanib M. 2017. Analisis dan Formulasi Strategi Ketersediaan Air Bersih di lokasi Transmigrasi (Studi Kasus: Kecamatan Lasalimu Selatan, Kabupaten Buton). Jurnal Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan Vol. 7 No. 2 (Agustus 2017): 114-121.

Huy VT. 2014. Study on Novel Disinfection Method of Water and Treated Wastewater by Using Pressurized Carbon Dioxide. Yamaguchi: Yamaguchi University

Imai T, Thi TLD. 2016. Escherichia coli Inactivation Using Pressurized Carbon Dioxide as an Innovative Method for Water Disinfection. Recent Advances on Physiology, Pathogenesis, and Biotechnological Applications, Intechopen.

Isholawati D, Karamah EF, Zufri ZA, Hidayat AN. 2014. Disinfeksi Bakteri Escherichia coli Menggunakan Proses Kavitasi Hidrodinamika Water-Jet dengan Kombinasi Karbon Aktif dan Zeolit. Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi 5. ISBN 978-602-99334-3-7. P 10-15.

Kobayashi, F., Hayata, Y., Ikeura, H., Tamaki, M., Muto, N., Osajima, Y. 2009. Inactivation of Escherichia coli by CO2 microbubbles at a lower pressure and near room temperature. Transactions of American Society of Agricultural and Biological Engineers, 52(5), 1621–1626.

Komala PS, Agustina, F. 2013. Pengaruh Penggangu Pada Proses Disinfeksi Terhadap Penyisihan Bakteri Escherichia coli Pada Air Pengolahan PDAM Gunung Pangilun. PROSIDING STNK TOPI 2013 ISSN. 1907-0500.

Kusniadi, Sunariah NS. 2013. Mikrobiologi. Bandung : Universitas Pendidikan Indonesia.

Lusandika EH., Suarjana IGK., Suada IK. 2017. Kualitas Air Peternakan Ayam Broiler Ditinjau dari Jumlah Bakteri Coliform dan Escherichia coli. Denpasar: Universitas Udayana.

Mirnawati BS, Hadri L, Saimah. 2016. Dekontaminasi Bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus pada Sarang Burung Walet dengan Perlakuan Pemanasan. Bogor: Institut Pertanian Bogor.

Purwandani LF. 2012. Isolasi dan Uji Aktivitas Enzim Amilase dari Isolat Bakteri Termofilik Amilolitik Pasca Erupsi Merapi pada Beragai Variasi Suhu dan pH. Yogyakarta: Universitas Negeri Yogyakarta.

Respati NY, Yulianti E, Rakhmawati A. 2017. Optimasi Suhu dan pH Media Pertumbuhan Bakteri Pelarut Fosfat dari Isolat Bakteri Termofilik. Jurnal Prodi Biologi Vol. 6 No. 7 Tahun 2017. P. 423-430.

Serin JP, Arpentinier P, Agbomson DH. 2012. Solubility of Carbon Dioxide in Water and Aqueous Solution Containing Sodium Hydroxide at Temperatures from (293.15 to 393.15) K and Pressure up to 5 MPa: Experimental Measurements. Pau: Université de Pau et des Pays de l'Adour.

Susana T. 1988. Karbon Dioksida. Jakarta: Pusat Penelitian dan Pengembangan Oseanologi – Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia.

Takahashi M, Chiba K, Li P. 2007. Formation of Hydrocxyl Radicals by Collapsing Ozone Microbubbles Under Strongly Acidic Conditions. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 39, 11443-11446.

Tangahu Y. 2014. Uji Kuantitatif Cemaran Bakteri pada Makanan Siomay di Kota Gorontalo. Gorontalo: Universitas Gorontalo.

Wang H, Zeuschner J, Eremets M, Troyan I, Willams J. 2016. Stable Solid and Aqueous H2CO3 from CO2 and H2O at High Pressure and High Temperature. Sci. Rep. 2016; 6: 19902.

Wright A, Marsha A, Ricciotti F, Shaw A, Izac F, Holdich R, Bandulasena H. 2018. Microbubble-enchanced dielectric barrier discharge pretreatment of microcrystalline cellulose. Journals of Biomass and Bioenergy No. 118, p. 46-54.

Xue Z, Nishio S, Hagiwarab N. 2014. Microbubble Carbon Dioxide Injection for Enhached Dissolution in Geological Sequestration and Improved Oil Recovery. Kyoto: Kyoto University.

Zhang J, Thomas AD, Michael AM, Michael JD, Martine L, Yuehuei HA. 2006. Sterilization Using High Pressure Carbon Dioxide. Columbia: University of South California.

Published
2020-07-03
How to Cite
KURNIATI, E., Anugroho, F. and Sulianto, A. A. (2020) “The effect of pH and temperature on desinfection process using microbubble and pressurized carbon dioxide”, Journal of Natural Resources and Environmental Management, 10(2), pp. 247-256. doi: 10.29244/jpsl.10.2.247-256.