Aquafarming menyalip tangkap liar dan kini menyumbang 51% pasokan global—tetapi lonjakan output membuat limbah kaya nitrogen dan fosfor kian sulit dikendalikan. Dua pendekatan biologis, algal turf scrubber (ATS) dan integrated multi‑trophic aquaculture (IMTA), menawarkan pengurangan nutrien puluhan persen hingga mendekati nol sambil menghasilkan biomassa bernilai jual.
Output budidaya perikanan global mencapai rekor 130,9 juta ton pada 2022—setara 51% dari seluruh ikan/seafood—menurut Reuters, sementara FAO menargetkan pertumbuhan +35% hingga 2030 (AP News). Intensifikasi berarti lebih banyak pakan tersisa dan ekskreta—kaya nitrogen (N) dan fosfor (P)—per unit lahan, pendorong eutrofikasi bila tidak ditangani.
Hitungan konservatif: farm ikan bersirip 100 ton/tahun (feed conversion ratio/FCR ~1,8) dapat melepas sekitar 7–8 ton N dan 1,2 ton P per tahun ke lingkungan (Frontiers in Marine Science). Di Indonesia, standar buangan mengatur BOD/N/P (BOD atau biochemical oxygen demand: beban oksigen biologis) dan tekanan komunitas kian meningkat. Kabar baiknya: dua pendekatan—algal turf scrubbers (ATS) dan integrated multi‑trophic aquaculture (IMTA)—menunjukkan potensi tinggi untuk menurunkan nutrien sekaligus memonetisasi biomassa yang dipanen.
Drum Filter, Radial Settler, Belt Filter: Duel Penangkap Padatan RAS
Algal turf scrubbers berkecepatan tinggi
ATS (algal turf scrubber: saluran dangkal beraliran, berlereng, ditanami alga melekat/perifiton) memanfaatkan turbulensi dan luas permukaan untuk menyerap amonium, nitrat, dan fosfat. Uji bangku dan pilot menunjukkan penurunan nutrien yang dramatis. Dalam uji “seeded” dengan rumput laut hijau Ulva, fosfat (PO₄³⁻) terserap tuntas dalam 24 jam dan amonium (NH₄⁺) juga 100% dalam 24 jam setelah sistem berumur 18 hari; cakupan Ulva mencapai ~74% substrat dan laju pertumbuhan biomassa harian ~4,8% dari biomassa per hari (Springer).
Di sistem resirkulasi (RAS—recirculating aquaculture system: budidaya dengan sirkulasi air tertutup) untuk remis air tawar, unit yang dipasangi panel ATS memiliki nitrat dan fosfat “signifikan lebih rendah” dibanding sistem identik tanpa ATS (ResearchGate)—catatan: amonia dan nitrit sudah rendah pada kedua perlakuan.
Angka kinerja kunci dari riset ATS: penghilangan nutrien skala puluhan mg/L per hari dan produksi biomassa beberapa persen dari biomassa tersimpan per hari. Pada uji Ulva tadi, 100% fosfat yang ditambahkan terserap dalam sehari saat matang, dan NH₄ juga 100% dalam 24 jam (Springer). Studi lain (mis. Tang et al. 2024) melaporkan >90% reduksi NH₃–N dan penurunan P substansial dari operasi ATS multi‑tahun. Untuk konteks, efluen peternakan babi atau ikan sering mengandung amonia‑N puluhan hingga ratusan mg/L, nitrat 0–150 mg/L, dan fosfat hingga puluhan mg/L (SciELO). Ukuran ATS dapat ditata mengikuti beban: secara kasar, data lab/lapangan menunjukkan kemampuan ~10–50 g N/m²/hari dengan turf alga yang sehat (dipengaruhi cahaya, alir, dsb.).
Pra‑penyaringan partikel kasar sebelum saluran ATS kerap dilakukan dengan penyaring serpihan sederhana; opsi mekanis seperti manual screen relevan untuk mengurangi debris >1 mm yang bisa menyumbat aliran.
Biomassa alga sebagai sumber pendapatan
Biomassa yang dipanen kaya nutrien dan karbon—sering 20–40% protein, khususnya saat media kaya nitrat (ResearchGate)—dan bisa dikeringkan menjadi pakan, pupuk, atau bioenergi. Satu tesis terapan menunjukkan alga hasil ATS dapat diubah (via larva black soldier fly) menjadi pakan nila berkualitas tanpa penurunan pertumbuhan ikan (Georgia Southern University). Biomassa makroalga seperti Ulva, Gracilaria, dan duckweed juga bisa langsung jadi pakan ikan/udang atau pembenah tanah.
Biaya modal ATS utama adalah konstruksi saluran dan pompa; biaya operasi rendah (sumber energi utama: sinar matahari). Pada praktiknya, farm kecil‑menengah dapat membangun alur ATS (palung plastik dengan mat) bertenaga gravitasi atau pompa tenaga surya. Laporan kasus (terutama dari AS dan Eropa) menunjukkan unit ATS ukuran sedang (puluhan m²) bisa rutin memasok alga grade pakan untuk dipakai lokal atau dijual sambil “memoles” nutrien efluen.
Perlengkapan pendukung air limbah seperti pompa, housing, dan instrumentasi tersedia sebagai paket wastewater ancillaries untuk menstabilkan operasi ATS yang bersirkulasi.
IMTA untuk sirkularitas nutrien
IMTA (integrated multi‑trophic aquaculture: ko‑budidaya lintas trofik) menempatkan spesies saling melengkapi sehingga “limbah” jadi “pakan”. Ikan/udang diberi pakan dipadukan dengan filter feeder (kerang, remis) dan/atau fotosintetik (rumput laut, kelp, duckweed). Komponen filter/tanaman membersihkan limbah terlarut/partikulat dari spesies pakan, sekaligus menambah komoditas panen.
Penyerapan oleh rumput laut sangat besar. Ulva “mengambil” ~27–92% berbagai bentuk N pada efluen RAS (ResearchGate). Satu studi menemukan Ulva lactuca menghilangkan ~27% NH₄‑N, 46% NO₂‑N, dan 10% PO₄‑P dari aliran keluaran kolam ikan (ResearchGate). Uji klasik lain (Krom et al. 1995) melaporkan 24% total N anorganik dan 43% total P ditahan oleh Ulva di aliran keluar budidaya ikan.
Filter feeder mengasimilasi partikulat. Bivalvia memiliki rasio C:N:P jaringan ~140–170:21–35:1 yang “mengurung” nutrien; satu remis budidaya dapat menyaring >20 L air per jam, mengonsumsi fitoplankton dan limbah. Pemanfaatan ini meningkatkan kejernihan air dan oksigen.
Skala konseptual: pada farm 100 t/tahun, penambahan 100 t/tahun remis diperkirakan menangkap ~19% N dan 22% P dari limbah ikan (Frontiers in Marine Science). (Sepuluh ton tiram menambah beberapa persen lagi penangkapan N.)
IMTA juga meningkatkan total hasil. Dalam percobaan ko‑budidaya nila (Oreochromis) dengan remis dan Ulva, perlakuan terintegrasi “All‑Mussel‑Fish” menghasilkan ~1,86 kali biomassa total dibanding bobot pakan yang masuk—setiap 1 kg pakan untuk ikan menghasilkan ~1,86 kg biomassa (ikan+remis+rumput laut) (ResearchGate). Perlakuan lebih sederhana ikan+alga juga masih di atas rasio output:input 1:1 pada studi yang sama (ResearchGate).
Otoritas dan panduan lembaga mendukung IMTA. NOAA menyoroti IMTA sebagai alat untuk mengurangi dampak farm ikan bersirip; menambahkan kerang atau rumput laut dapat memangkas beban nutrien terlarut dan memperbaiki kualitas air sekitar keramba (NOAA Fisheries). FAO dan tinjauan ilmiah juga merekomendasikan: “Tanaman [rumput laut] menyerap nutrien anorganik yang dilepas udang, menghasilkan produk bernilai dan membersihkan air” (Chopin et al. 2004, dikutip di ResearchGate).
Kinerja, angka lapangan, dan pembuktian
Sistem IMTA/tanaman air di lapangan kerap mencapai penghilangan puluhan persen per siklus. Satu wetland buatan di farm kolam ikan menghapus ~30–50% total nitrogen (TN) dan ~21–47% total fosfor (TP) selama beberapa tahun operasi (MDPI Water). Kolam rumput laut menunjukkan penyerapan nitrat‑N >90% dalam beberapa hari pada beban tinggi dengan kultur kontinu (Springer). Pemodelan Yunani memperkirakan remis ko‑budidaya mencegat ~19% N dan 22% P dari efluen farm ikan 100 t/tahun (Frontiers in Marine Science).
Hasil biomassa tambahan pun besar. Produksi 100 ton remis/tahun—plausible untuk unit IMTA teluk Indonesia—dapat memasukkan banyak ton N ke jaringan remis tiap tahun (mengingat rasio C:N remis ~140:21). Hasil rumput laut pada IMTA juga signifikan; beberapa studi melaporkan panen ~10–30 ton bobot kering/hektar/tahun (bergantung spesies dan kondisi). Pada percobaan Ulva di efluen ikan, pertumbuhan hingga ~60–80 g BK/m²/hari dicatat pada beban nutrien kuat.
Dampak kualitas airnya nyata. Efluen dari kolam yang terhubung wetland buatan secara konsisten memenuhi kriteria air tawar Kelas I (sangat bersih) untuk TN dan TP (MDPI Water). Pemasangan filter ATS atau IMTA menjaga nitrat dan fosfat nyaris nol pada uji (ResearchGate; Springer), sementara tanpa perlakuan, efluen RAS atau kolam biasanya memiliki nitrat‑N ~5–20 mg/L dan fosfat ~1–5 mg/L.
Untuk lokasi sempit yang butuh pengendapan kompak sebelum IMTA/ATS, unit pengendap pipa miring seperti lamella settler dapat menekan jejak lahan dibanding klarifier konvensional.
Baca juga:
Geobag, Screw Press, atau Centrifuge: Hitung‑hitungan Dewatering Lumpur Akuakultur
Desain implementasi dan paket teknik
Skala dan biaya cocok untuk farm kecil‑menengah karena modulernya tinggi dan teknologinya rendah. ATS bisa berupa palung plastik berlereng dengan mat murah untuk koloni alga; pompa atau sifon mensirkulasikan efluen kolam. Biaya modal relatif hemat dibanding filter mekanis besar; biaya operasi dominan di energi alir (bisa tenaga surya) dan panen periodik. IMTA butuh ruang dan manajemen spesies tambahan, tetapi praktik polikultur—misalnya rumput laut dengan udang—sudah lazim di Indonesia. Tali dasar rumput laut atau rakit remis mengapung dapat ditambah dekat keramba dengan biaya modal kecil.
Pra‑treatment fisik sebelum proses biologis sering dipaketkan dalam skema physical separation untuk menangkap padatan besar sehingga beban nutrien larut lebih terkendali di ATS/IMTA.
Bila beban organik sangat berfluktuasi, reaktor biofilm tersuspensi seperti moving bed bioreactors (MBBR) dapat ditambahkan sebagai tahap biologis pendukung tanpa menambah kompleksitas berlebih.
Kepatuhan regulasi dan jalan menuju nilai tambah
Di Indonesia, buangan akuakultur diatur oleh kementerian lingkungan (standar mutu air berkelas dalam PP 22/2021, Permen LHK, dsb.). Banyak farm kolam saat ini minim kontrol. Adopsi ATS/IMTA membantu memenuhi batas masa depan untuk nutrien/BOD. Misalnya, aturan kolam sering mensyaratkan BOD <40–100 mg/L dan N&P anorganik di bawah ~20 mg/L (bergantung kelas). Dengan menghapus ~30–90% nutrien, ATS/IMTA membantu kepatuhan dan mengurangi konflik dengan pengguna hilir.
Untuk target ambisius seperti N dan P terlarut yang rendah stabil, paket nutrient removal dapat diposisikan sebagai tahap “polishing” di hilir alur biologis.
Secara ekonomi, bahkan tanpa tekanan regulasi, ATS/IMTA membuka lini produk baru. Rumput laut dan kerang hasil IMTA laku jual; alga hasil ATS bisa dikeringkan menjadi pupuk atau bahan pakan. Di beberapa wilayah, kebijakan mendukung penjualan biomassa alga sebagai pupuk organik (Indonesia mensubsidi proyek biofertilizer farm ikan). Kasus lapangan pada duckweed menunjukkan biomassa tanaman tinggi protein (≈33–39% bobot kering) layak sebagai bahan pakan (ResearchGate), efektif mengonversi nutrien limbah menjadi nilai.
Dari Lumpur Akuakultur ke Pupuk dan Biogas: Kompos & Digester Efisien
Garis bawah data kinerja
Baik scrubber alga maupun integrasi multi‑trofik memanfaatkan biologi untuk menghapus limbah dengan murah. Bukti empiris menunjukkan keduanya dapat memangkas beban nutrien akuakultur puluhan persen atau lebih sambil menghasilkan biomassa bernilai. Contoh: unit ATS laboratorium bisa menurunkan nitrat/fosfat hingga nyaris nol (ResearchGate; Springer), dan kolam terintegrasi menghasilkan netto pakan melebihi input (1,14–1,86× output vs. bobot pakan) (ResearchGate).
Angka kunci: uji bangku/lapangan melaporkan penghilangan PO₄ oleh ATS dalam 24 jam hingga <0,1 mg/L dan penghilangan NH₄ ~100% (Springer), remis IMTA mengikat ~19% N farm (Frontiers in Marine Science), dan wetland buatan menghapus ~40% TN dan TP (MDPI Water). Sistem‑sistem ini sangat cocok untuk farm kecil‑menengah karena butuh energi minim selain matahari dan sirkulasi pompa, serta membantu farm memenuhi/menyongsong aturan buangan nasional (mis. standar Permen LHK) sambil membuka arus pendapatan baru (pakan alga, rumput laut, kerang).
Sumber: studi peer‑reviewed dan ringkasan lembaga tentang pengolahan air limbah akuakultur dan IMTA (Springer; ResearchGate; ResearchGate; ResearchGate; Frontiers in Marine Science; MDPI Water), plus ringkasan FAO/NOAA (Reuters; AP News; NOAA Fisheries). Setiap klaim di atas didukung data kinerja yang disitasi.
