Akuakultur kini memasok lebih dari separuh seafood dunia, namun wabah penyakit menelan ~US$6 miliar per tahun. Panduan ini membandingkan UV, ozon, klorin/deklorinasi, serta oksidator khusus (PAA, ClO₂)—lengkap dengan data efikasi, biaya operasi, dan keselamatan, plus kerangka keputusan untuk RAS dan kolam.
Skala akuakultur melesat: produksi budidaya global melampaui rekor lama dan kini menyumbang lebih dari separuh pasokan seafood dunia menurut FAO. Di balik angka itu, kerugian akibat penyakit diperkirakan ~US$6 miliar per tahun (WAS), dengan air tercemar sebagai vektor utama bakteri, virus, jamur, dan parasit.
Pertanyaannya bukan sekadar “pakai apa”, melainkan “pakai apa untuk sistem seperti apa, dan melawan patogen apa”. Di bawah ini: ulasan kuantitatif UV (ultraviolet), ozonasi, klorinasi (plus deklorinasi), serta oksidator “spesial”—peracetic acid/PAA dan stabilized chlorine dioxide—dengan metrik efikasi, ongkos operasi, aspek keselamatan, dan contoh penerapan di recirculating aquaculture systems/RAS dan kolam/hatchery.
Hemat Biaya WWTP Brewery: Optimasi Headworks, Turunkan BOD & TSS
Parameter dosis dan istilah operasional
UV dose (mJ/cm², satuan energi per luas) menentukan inaktivasi mikroba. Pada ozon, CT (mg·min/L, konsentrasi dikali waktu kontak) dan ORP (oxidation-reduction potential, mV) memandu kontrol proses. Untuk klorin dan ClO₂, “free residual” (sisa aktif) dalam mg/L jadi tolok ukur pembunuhan patogen dan kebutuhan deklorinasi.
Ultraviolet sterilization dan pra‑filtrasi
UV-C 254 nm merusak DNA/RNA mikroba. Di reaktor tertutup, air dipaksa melewati lampu untuk menerima dosis terukur. Efektivitas sangat bergantung pada kejernihan air: kekeruhan (turbidity) ideal <1 NTU, lazimnya didapat dengan pra‑filtrasi mekanik. Media sand/dual media (removal 5–10 mikron) diikuti cartridge filter (1–100 mikron) membantu menahan partikel penyerap UV; unit ultrafiltration kerap dipakai sebagai pretreatment dari air permukaan/ground untuk aplikasi minum/RO.
Efikasi: banyak bakteri (mis. Vibrio) terinaktivasi multi‑log pada dosis rendah; untuk virus, kebutuhannya bervariasi. Studi Hansen (1999) melaporkan 99,9% (3‑log) inaktivasi ISAV sekitar ~33 J/m² dan VHSV ~7,9 J/m², sedangkan IPNV memerlukan ~1188 J/m² (PubMed). Praktiknya, sistem UV yang dirancang baik menarget 30–60 mJ/cm² untuk reduksi multi‑log patogen ikan/udang di air jernih. Protozoa/kista/telur adalah kelompok paling resisten UV (sering butuh ratusan J/m²).
Operasi dan biaya: konsumsi listrik UV relatif rendah—~0,05–0,2 kWh per m³ air; ilustrasi: lampu 1 kW “mengolah” ≈100–200 m³/jam air jernih (bergantung desain). Intensitas lampu turun ~10–15% per 1.000 jam, sehingga penggantian lampu/sleeve tahunan lazim. OPEX UV terutama listrik dan suku cadang; biaya per m³ umumnya hanya beberapa sen—sering lebih murah dari oksidator kimia. Untuk konfigurasi RAS/inlet, reaktor UV mudah diotomasi dan ringkas.
Keselamatan dan batasan: UV tidak meninggalkan residu/disinfektan sisa, tidak membentuk THMs/organik terklorinasi, dan aman bagi nitrifier/denitrifier biofilter. Risiko pekerja (paparan UV‑C ke mata/ kulit) ditutup dengan housing tertutup/interlock; limbah merkuri dari lampu menjadi perhatian, walau UV‑LED (260–280 nm) mulai muncul dengan efikasi serupa dan tanpa merkuri (PubMed, PubMed). Kelemahan utama: kualitas air—partikulat/warna menghambat penetrasi; UV tidak memberi residual, sehingga re‑kontaminasi mungkin terjadi di hilir, dan beberapa organisme (terutama kista) sangat resisten. Karena itu UV kerap jadi satu lapis dalam multi‑barrier, misalnya setelah filtrasi atau bersama ozon (Fish Health Unit).
Ozonasi: generasi on‑site dan kontrol ORP
Ozon (O₃, potensial oksidasi ~2,07 V) dibuat on‑site via corona discharge (umpan udara kering/oksigen), diinjeksi ke air (Venturi/diffuser), dan cepat terurai menjadi O₂. Dalam air, sebagian menghasilkan radikal hidroksil yang menambah kekuatan oksidasi organik. Sistem membutuhkan pengering (desiccant dryer), generator, injektor, dan pengelolaan off‑gas (catalytic destructor/vent) karena ozon toksik inhalasi (OSHA TLV ~0,1 ppm; pengendalian paparan bahkan di atas ~0,05 ppm perlu perhatian).
Efikasi: sangat luas—bakteri, virus, hingga spora/kista. Di air laut in vitro, 0,063–0,064 mg/L total residual oxidant (TRO; ozon+produk pecah) selama 1 menit memberi ~99% kill untuk Pasteurella piscicida dan Vibrio anguillarum; CT (mg·min/L) 99% hanya ~0,056–0,081 (PMC). Di air pantai campuran, 99,9% butuh CT≈0,621 mg·min/L (PMC). Praktisnya, dosis ~0,5–1,0 mg/L dengan beberapa menit kontak sering dilaporkan memadai untuk “sterilisasi” air akuakultur (PMC). Pada RAS udang payau, ozon (target ORP ~350 mV) menstabilkan kualitas air, mencegah lonjakan nitrit dan mempercepat konversi nitrat—UV saja tidak menghasilkan efek setara (PubMed).
Operasi dan biaya: desain menarget residual/ORP (mis. 400–700 mV) atau dosis ozon tertentu. Ozon lebih kompleks daripada UV dan korosif; material harus tahan. Kelarutan lebih baik di suhu rendah; organik/nitrit “menghabiskan” ozon sehingga waktu kontak (detik–menit) perlu diatur. Generator 10 g/jam lazimnya mengonsumsi ~1–3 kW. Estimasi OPEX pada kisaran ~US$0,10–0,30 per m³ (listrik + perawatan), tanpa biaya kimia tambahan; optimasi kontak dan minimisasi off‑gassing meningkatkan keekonomian (PubMed). Perangkat bantu seperti ancillary water treatment membantu integrasi sistem destruksi off‑gas dan panel kontrol.
Keselamatan dan batasan: ozon sangat toksik bagi ikan pada residu rendah; 96‑h LC₅₀ ~0,06–0,20 mg/L (spesies sensitif seperti striped bass; FAS). Semua ozon terlarut harus habis/terlepas sebelum air kembali ke kolam. Di air mengandung bromida (seawater), bromate (BrO₃⁻) dapat terbentuk. Dosis tinggi juga bisa mengganggu nitrifier jika tidak dikendalikan cermat.
Klorinasi dan deklorinasi terkontrol
Klorin lazim digunakan sebagai desinfektan massal: kalsium hipoklorit (Ca(ClO)₂/HTH), sodium hipoklorit (bleach), atau chloramine‑T. Free chlorine (HOCl/OCl⁻) membunuh lewat oksidasi, dengan HOCl ~100× lebih poten dibanding OCl⁻ (Global Seafood). Praktik umum: aplikasi satu‑kali (sterilisasi kolam kosong, tangki, atau air masuk) lalu netralisasi—termasuk di tambak udang sebelum tebar benur (Global Seafood; Fish Health Unit).
Efikasi: residu free chlorine ~1–3 mg/L lazim ditargetkan (Global Seafood). Claude Boyd (2008) mencatat di pH 7–8, 1 mg/L free chlorine membutuhkan ~1,5–3 mg/L HTH (Global Seafood). Pedoman Irlandia: hipoklorit 100 ppm (0,01%) selama 10 menit untuk jaring/tangki, dan 1000 ppm (0,1%) untuk perendaman berjam‑jam (Fish Health Unit; Fish Health Unit). Di kolam tanah kering, kapur tohor (CaO) disaput sebagai pasta untuk menaikkan pH dan disinfeksi berkelanjutan—mis. 0,5 kg/m² selama 4 minggu (Fish Health Unit).
Biaya: bahan kimia murah—Ca(ClO)₂ ~US$0,3–0,5/kg; kebutuhan 1–5 kg dapat mensterilkan 1 m³ (tergantung demand), setara sen per m³. Deklorinasi (mis. sodium thiosulfate 1–2 mg/L untuk menetralkan ~1 mg/L HOCl) menambah biaya kecil. Untuk akurasi dosis, pompa metering seperti dosing pump berguna, sementara media activated carbon kerap dipakai menghilangkan residu klorin/organik serta bau/rasa.
Keselamatan dan batasan: klorin toksik bagi ikan dan pekerja (“chlorine compounds can be toxic…”; Global Seafood). Residual free chlorine cepat terdegradasi sinar matahari (paruh‑waktu jam), sehingga di luar ruang hanya bertahan singkat (Global Seafood). Reaksi dengan organik, amonia, nitrit, dll. menaikkan demand dan menghasilkan chloramine/THMs (mis. chloroform). Karena itu, pembuangan efluen berklorin diatur ketat—netralisasi wajib. Peralatan housing tahan kimia seperti FRP filter housings (resisten klorin/asam) relevan, demikian pula solusi dechlorination agent. Sistem electrochlorination bisa menghindari penyimpanan gas klor berisiko dengan memproduksi klorin dari larutan garam.
Cara Menekan Hot-Side Aeration: DO <0,05 mg/L untuk Beer Lebih Fresh
Oksidator khusus: peracetic acid (PAA) dan chlorine dioxide
PAA adalah campuran asam asetat dan hidrogen peroksida (umumnya 15–30% asam asetat), oksidator kuat yang terurai jadi asam asetat lemah, air, dan oksigen (RAStech). Efikasinya luas—bakteri, virus, jamur, banyak parasit—dan tidak meninggalkan residu toksik. Good et al. (2022) menyebut PAA “an efficacious alternative to common disinfectants” (Wiley).
Di RAS salmon parr, pemberian harian 0,2–1,0 mg/L PAA pasca‑vaksinasi menurunkan saprolegnia dibanding kontrol dan tidak mengganggu nitrifikasi (RAStech). Uji lain: 0,1 mg/L kontinu hampir tak berdampak, sementara 10 mg/L menyebabkan disrupsi kimia air (PubMed); bahkan 1 mg/L kontinu menaikkan amonia dalam hitungan hari (PubMed). Di hatchery, produk komersial seperti Proxitane Kickstart (campuran PAA/H₂O₂) diaplikasi ~0,4% v/v (4 mL/L) selama 5 menit pada telur/peralatan—efektif terhadap virus salmonid (Fish Health Unit).
Regulasi dan keselamatan: di UE (dan standar UL Indonesia), PAA disetujui untuk penggunaan dengan ikan hadir (RAStech); di AS, awalnya hanya untuk peralatan/tangki kosong—statusnya berubah mengikuti data baru (RAStech). PAA bersifat korosif dan oksidator; batas paparan uap pekerja ~0,5 ppm. Dosis rendah–sedang umumnya RAS‑friendly; penggunaan kontinu tinggi tidak dianjurkan. Dosing presisi disokong dosing pump.
Chlorine dioxide (ClO₂) “stabil” merujuk pada prekursor (biasanya sodium chlorite + aktivator) yang membentuk ClO₂ di air. Mekanismenya oksidatif dan tidak mengklorinasi organik—membatasi THMs—dan terurai jadi klorida, klorit, klorat. Di food processing, 200–400 ppm sanggup menginaktivasi Listeria dalam hitungan detik (Selective Micro), sementara di akuakultur dosis jauh lebih rendah: 1–1,5 ppm untuk desinfeksi air pabrik pengolahan (Fish Health Unit), dan 0,1–0,5 ppm guna mencegah biofilm/regrowth di sump/pipa RAS (SVS Aqua). Aplikasi meliputi air masuk sebelum RAS, desinfeksi effluent line, peralatan/telur (0,2–0,5 mg/L), hingga “fish dip” darurat beberapa mg/L. Gas ClO₂ berbahaya di ppm tinggi, residual klorit dibatasi regulasi, tetapi tidak membentuk THMs; ventilasi tetap wajib.
Prosedur darurat dan pembersihan peralatan
Prinsip utama: bersihkan dahulu (angkat organik/biofilm), baru disinfeksi (Fish Health Unit). Di fasilitas dengan debris tinggi, sistem pengayak kontinu seperti automatic screen membantu mengurangi padatan >1 mm sebelum tahap kimia.
Jaring, tangki, selang: hipoklorit 100–1000 ppm (0,01–0,1%) selama ≥10 menit; iodophor ~100 ppm 10 menit (efektif pada virus ikan); Virkon Aquatic® (campuran PAA/surfaktan) ~1% 10 menit (efektif vs. BKD, ISA, IPN; Fish Health Unit; Fish Health Unit; Fish Health Unit). Peracid blend seperti Proxitane 0,4% selama 5 menit efektif vs. IHNV/ISAV (Fish Health Unit). Bilas menyeluruh sebelum pakai; jaring sering direndam 1000 ppm beberapa jam lalu diangin‑anginkan.
Tangki dan lantai: klorinasi 5–10 mg/L free chlorine selama 30 menit, lalu netralisasi; kolam tanah kering—aplikasi CaO seperti di atas. Formalin historis digunakan tetapi kini dilarang/tidak dianjurkan di banyak yurisdiksi; PAA atau Virkon lebih dipilih.
Water flush saat wabah: sirkulasikan PAA blanket 5–10 mg/L untuk periode singkat, lalu drain dan refill—studi Zhang et al. (2024) menganjurkan untuk tidak menjalankan 1 mg/L PAA secara kontinu (PubMed). ClO₂ distatis beberapa mg/L juga digunakan. Telur/induk: iodophor 100–200 ppm; ClO₂ 10–50 ppm untuk disinfeksi permukaan.
Perbandingan efikasi, biaya, dan keselamatan
Efikasi: semua metode efektif jika diterapkan benar. UV pada air jernih memberi ≥3‑log reduksi bakteri/virus pada dosis moderat (PubMed), namun tak andal pada kista/oosit. Ozon mencapai kill cepat dan luas—99% pada ~0,06 mg/L selama 1 menit untuk patogen kunci (PMC), 99,9% di air laut alami pada CT~0,6 mg·min/L (PMC). Klorin 1–3 mg/L sangat biocidal. PAA beberapa mg/L sangat efektif—pada 0,2–1 mg/L di RAS menekan jamur (RAStech). ClO₂ 1–2 ppm membunuh sebagian besar patogen air (data akuakultur terbatas, namun umumnya setidaknya sekuat klorin per ppm).
Target patogen: virus (WSSV, IHNV, ISAV, dll.)—prioritaskan ozon/PAA; UV efektif pada air jernih (kecuali tipe resisten UV seperti birnavirus; PubMed). Bakteri (Vibrio, Aeromonas)—semua metode efektif. Parasit/kista—ozon dan UV energi tinggi paling andal pada tahap free‑swimming; klorin/PAA membunuh tahap renang bebas tetapi bukan kista keras. Jamur (Saprolegnia)—PAA unggul (RAStech).
Biaya berkelanjutan: UV terendah (listrik + bulb), tanpa pembelian bahan kimia; ozon moderat (listrik + perawatan). Klorin sangat murah per aplikasi, tetapi perlu pembelian rutin/deklorinasi/alat pelindung. PAA dan kit ClO₂ relatif mahal per kg, tetapi dosis rendah.
Keselamatan dan by‑product: UV tanpa residu/DBP. Ozon tanpa residu jangka panjang tetapi beracun jika tersisa; perhatikan bromate di air kaya bromida. Klorin menghasilkan chloramine/THMs dan butuh netralisasi sebelum buang; dechlorination agent meminimalkan risiko. PAA terurai jadi asetat + O₂ (benign), walau dapat mengoksidasi nitrit ke nitrat dan memengaruhi pH sesaat. ClO₂ menyisakan klorit/klorat (diatur), tanpa THMs. Semua bahan kimia perlu APD dan ventilasi.
Tren: adopsi UV dan ozon meningkat di RAS; survei sistem salmon Mediterania menunjukkan ozon dipilih karena kontrol mikroba/kualitas air lebih stabil (PubMed). Operasi kolam/hatchery masih dominan memakai klorin/hipoklorit (Global Seafood; RAStech). PAA naik daun di Eropa—survei 2020 menyebut PAA sebagai disinfektan permukaan paling umum di fasilitas RAS Norwegia, sementara RAS Amerika Utara masih banyak mengandalkan bleach dan quats (RAStech; regulasi UE memungkinkan in‑tank PAA; RAStech). ClO₂ stabil mulai muncul, khususnya untuk hatchery/pengolahan (fokus keamanan pangan).
Catatan keselamatan: semua disinfektan kimia wajib SOP, APD, ventilasi, eyewash, dan material netralisasi. Housing peralatan food‑grade seperti 316L stainless cartridge housing relevan di hatchery yang menuntut higienitas tinggi.
Kerangka keputusan berbasis sistem dan patogen
RAS/Indoor: loop tertutup tidak ramah residu kimia jangka panjang. Pilihan utama: UV/ozon di loop utama—mensterilkan tanpa “racun” persisten (PubMed). Banyak RAS memasang reaktor UV di air masuk, atau injeksi ozon dosis rendah untuk menjaga keseimbangan mikroba; UF pretreatment membantu memastikan kejernihan untuk UV. Dosis kontinu PAA/klorin tidak direkomendasikan (mengganggu nitrifikasi); pulse PAA (mis. ≤0,5–1 mg/L) atau kenaikan ORP ozon jangka pendek kadang dipakai, dengan catatan 1 mg/L PAA kontinu menaikkan NH₃ dalam hitungan hari (PubMed). Peralatan (jaring, selang) direndam bleach 1000 ppm atau PAA 0,5–1% beberapa menit dan dikeringkan (Fish Health Unit; Fish Health Unit).
Flow‑through & kolam: volume besar membuat UV/ozon kontinu kurang praktis. Strategi umum: treatment air masuk (UV/ozon pada intake pompa). Sterilisasi kolam: kosongkan, keringkan, desinfeksi dasar—kapur tohor CaO 0,5 kg/m² selama 1–4 minggu (Fish Health Unit). Sebelum refill, air sumber bisa diklorinasi di contact tank, lalu dideklorinasi (sodium thiosulfate atau aerasi)—solusi dechlorination agent menjaga residual <0,1 ppm. Untuk skala kecil, shock PAA beberapa mg/L atau injeksi ozon cepat bisa memulihkan status higienis; stabilized ClO₂ 1–2 ppm digunakan untuk “bleach” mikroba tanpa residu keras. Dalam praktik Indonesia, sebagian petambak udang memakai TCCA ~1 g/m³ (active ClO₂) pra‑tebar, lalu diaerasi untuk dekomposisi; satu laporan mengestimasi biaya sterilisasi 5–10% biaya produksi (FISTX; FISTX).
Target patogen: virus (IHNV, VHSV, WSSV) — prioritaskan ozon/PAA; UV efektif di air jernih (PubMed). Bakteri (Vibrio, Aeromonas) — semua metode pada dosis moderat efektif. Parasit (ich, flukes) — fokus pada tahap renang bebas dengan UV/ozon. Jamur (Saprolegnia) — PAA unggul. Kendala regulasi/lingkungan (batas klorin, THMs) mengarahkan pilihan ke UV/ozon atau netralisasi penuh.
Contoh: RAS udang—filtrasi mekanis + UV + ozon rendah untuk menjaga ORP. RAS trout air tawar—UV di inlet, pulse PAA 0,2–0,5 mg/L harian pada periode stres (RAStech). Hatchery fry—UV atau ClO₂ untuk air masuk, dinding/tray telur disemprot Virkon/iodine antar batch. Kolam luar ruang—kapur dasar usai draining, air isi diklorinasi kemudian dideklorinasi.
Pada akhirnya, parameter evaluasi mencakup: volume/debit (m³/hari), peralatan eksisting (filtrasi, buffers), toleransi spesies, tekanan patogen, dan anggaran. Monitoring kultur indikator (mis. heterotrophic plate counts) dan/atau assay biodiversitas membantu memverifikasi log‑kill tercapai.
Beerstone di Kettle: Cara Hilangkan Kerak, Hemat Energi, Jaga Rasa
Angka kunci dan referensi sumber
Produksi akuakultur melampaui tangkap (FAO); penyakit merugikan ~US$6 miliar/tahun (WAS). UV 99,9% virus: ~8–33 J/m² (VHSV, ISAV), IPNV ~1188 J/m² (PubMed). Ozon: ~0,06 mg/L selama 1 menit memberi 99% kill patogen utama (PMC); CT≥0,6 mg·min/L memberi ~99,9% di seawater alami (PMC). Pada RAS udang payau, ozon (ORP ~350 mV) menstabilkan sistem lebih baik daripada UV (PubMed). PAA 0,2–1,0 mg/L mengurangi jamur tanpa merusak nitrifikasi (RAStech), sedangkan 1 mg/L kontinu menaikkan amonia (PubMed). Klorinasi 1–3 mg/L efektif tetapi toksik terhadap ikan (Global Seafood; Global Seafood). Kombinasi multi‑barrier lazim (mis. UV+ozon di efluen Fish Health Unit; klorin → thiosulfate netralisasi).
Ringkasnya, tidak ada “satu yang terbaik” untuk semua. UV, ozon, klorin, PAA, dan ClO₂ masing‑masing punya peran. RAS condong ke metode fisik/oksidatif (UV/ozon) agar biofilter aman, dengan PAA sebagai cadangan darurat (PubMed). Sistem kolam sering mengandalkan kimia (klorin/kapur). Strategi optimal biasanya multi‑barrier: filtrasi mekanik, disinfeksi primer, plus shock berkala—didukung monitoring.
