Data uji menunjukkan drum filter menghapus ~70–80% TSS, radial settler bisa tembus 82%, sementara belt filter dengan kimia menyapu ~96–99%. Perbedaannya terlihat pada ukuran partikel yang ditangkap, air cuci balik, dan ongkos operasi.
Di RAS (Recirculating Aquaculture Systems — sistem budidaya resirkulasi), kesalahan menangani TSS (Total Suspended Solids — padatan tersuspensi total) berarti ongkos. Drum filter berbasis mikroskrin memegang peran utama, tapi klarifier radial dan belt filter bersaing pada efisiensi, konsumsi air backwash, dan biaya.
Uji teknik berjilid-jilid memperlihatkan peta yang cukup konsisten: drum filter menghapus ~70–80% TSS; radial-flow settler (clarifier) mencapai 82% dalam prototipe; inclined belt filter dengan koagulan/flokulan mendekati 96–99% TSS removal. Tautan sumber ada langsung pada tiap klaim agar angka-angka ini bisa ditelusuri.
Geobag, Screw Press, atau Centrifuge: Hitung‑hitungan Dewatering Lumpur Akuakultur
Garis besar teknologi mekanis
Drum (microscreen) filter adalah silinder berputar berbalut kain halus 30–100 µm yang membersihkan diri dengan nozzle semprot otomatis; mereka adalah “workhorse” RAS untuk padatan halus. Radial-flow settler memanfaatkan pengendapan gravitasi dalam bejana bundar-konik yang tenang, efektif untuk padatan besar yang mudah mengendap. Inclined belt filter menggunakan sabuk berlubang yang bergerak lambat dengan vakum dan bar semprot, lazimnya setelah flokulasi kimia (flocculation — penggumpalan partikel) menggunakan koagulan seperti alum dan polimer kationik.
Drum filter (microscreen) di RAS
Di bawah beban normal, drum filter menghapus ~70–80% TSS. Johnson & Chen (2006) memperkirakan ~72% TSS removal untuk mikroskrin 60–90 µm (www.researchgate.net). Dalam uji praktis lain, satu drum filter saja menangkap ~40–45% massa padatan harian pada RAS trout (www.researchgate.net).
Efisiensi terhadap ukuran partikel tinggi: lebih dari 85% partikel >50–60 µm tertahan (www.researchgate.net). Dalam satu perbandingan, microscreens (“propeller-wash bead filters”) menghapus >85% partikel >55 µm (www.researchgate.net). Efisiensi turun pada lanau sangat halus (<20 µm) kecuali diseri atau dibantu flokulasi. Catatan samping penting: memakai mesh lebih kasar dapat “menyelamatkan” benih kecil, tetapi penangkapan menurun.
Air cuci baliknya moderat: nozzle semprot beroperasi otomatis dan biasanya hanya mengambil 1–3% dari total aliran, tergantung desain. Tidak ada nilai persentase akurat yang dipublikasikan khusus akuakultur, tetapi vendor umumnya menyatakan “hanya beberapa persen” aliran. Jet menyemprot singkat saat layar menyentuh “backwash arm”. Desain modern hemat air dan tidak butuh bilas massal kontinu (berbeda dengan cartridge filter media).
Biaya operasionalnya moderat: satu drum filter berdiameter beberapa meter mampu melayani farm kecil 10–50 m³/jam dengan biaya investasi beberapa ribu dolar. Daya tergolong kecil—sebuah pompa plus motor penggerak drum dan suplai nozzle (<1 kW). Perawatan: cek nozzle semprot dan ganti kain saringan secara periodik; umur kain umumnya hitungan bulan. Tanpa bahan kimia. Sistem otomatis dan low-maintenance, sehingga cost-effective untuk RAS. Pendekatan ini sejalan dengan segmen mikroskrin otomatis seperti automatic screen di pengolahan air.
Catatan lapangan: drum filter unggul saat limbah biosolid sangat halus harus dibuang (mis. kultur larva/juvenil). Teknologi ini luas dipakai di RAS global (eurofish.dk). Pada sebuah model farm trout Denmark, satu drum 40–60 µm menurunkan TSS ~72% (www.researchgate.net). Di praktiknya, banyak farm memakai dua tahap atau menambahkan belt filter halus untuk polishing.
Radial-flow settler (clarifier) gravitasi
Radial-flow settler adalah clarifier silinder dengan dasar konus untuk pengendapan tenang; air masuk tangensial, padatan mengendap dan dibilas periodik. Alat ini fokus pada padatan besar yang settleable; pasif tanpa media dan praktis tanpa backwash kontinu—representatif untuk sistem seperti clarifier industri.
Efisiensi ukuran partikel moderat–tinggi untuk padatan kasar. Johnson & Chen (2006) melaporkan prototipe clarifier radial dengan rata-rata TSS removal 82% (www.researchgate.net) dengan menangkap flok besar (diameter rata-rata influen ~340 µm turun ke ~176 µm di efluen). Davidson & Summerfelt (2005) menemukan radial settler menghapus ~77,9% TSS (±1,6%) pada uji RAS 150 m³ (www.researchgate.net). Sebaliknya, swirl concentrator hanya ~37% dalam kondisi sama. Dengan kata lain, clarifier radial mengurangi volume padatan dengan mengendapkan fraksi paling kasar (www.researchgate.net). Mereka tidak dirancang menangkap partikel sangat halus (<20–30 µm); sebagian besar partikel kecil tetap tersuspensi.
Air bilasnya nyaris nihil: tidak ada kain halus untuk dibersihkan. Padatan terkumpul di dasar hopper, lalu disedot/dituangkan periodik. Johnson & Chen mencatat clarifier memerlukan “minimal volume of water” untuk flushing (www.researchgate.net). Pada uji mereka, purge lumpur awal ~70 L; flush selanjutnya hanya ~15 L tiap kali pada aliran >0,3 m³/menit (www.researchgate.net).
Biaya operasional rendah: biaya modal per volume kecil (tangki pengendap beton/FRP dan pipa), nyaris tanpa bagian bergerak (mungkin hanya pompa lumpur kecepatan rendah). Energi minimal, kontrol hanya untuk flushing selimut lumpur sesekali. Catatan penting: membutuhkan ruang besar—beberapa meter persegi per m³/jam aliran—yang bisa menaikkan ongkos tapak; untuk debit besar perlu multi-settler atau satu tangki raksasa.
Inclined belt filter dengan flokulasi
Inclined belt filter memakai sabuk berlubang bergerak pelan dengan vakum di bawahnya plus bar semprot. Teknologi ini dipelopori untuk mengentalkan backwash mikroskrin/lumpur, namun dapat dipakai pada efluen mentah bersama flokulasi. Di akuakultur, umumnya ditempatkan setelah tangki flokulasi: koagulan (alum atau polimer) ditambahkan, padatan berflok, lalu campuran mengalir ke sabuk.
Efisiensi penangkapan sangat tinggi (dengan flokulasi). Ebeling (2006) menunjukkan dosis 15 mg/L polimer kationik sebelum belt filter memberi 96% TSS removal (efluen <30 mg/L) (www.researchgate.net). Menambahkan alum plus polimer mencapai hingga ~99% (www.researchgate.net). Bahkan tanpa kain berpori sangat halus, slurry terflok hampir seluruhnya tertahan sebagai filter cake. Lumpurnya dapat dipekatkan menjadi ~10–15% padatan kering (www.researchgate.net).
Tanpa flokulasi, efisiensinya turun tajam pada partikel halus; bantuan kimia menjadi standar, khususnya untuk partikel <50 µm. Praktiknya, koagulan diaplikasikan pada gram per meter kubik; Ebeling menggunakan puluhan mg/L polimer (dan alum) (www.researchgate.net) (www.researchgate.net). Dosis stabil dan akurat lazimnya memakai dosing pump, sementara pasokan kimia tersedia sebagai coagulants dan flocculants.
Air cuci balik rendah–moderat: sabuk dibersihkan gabungan vakum, scraper mekanis, dan semprotan intermiten. Vakum kontinu mengalirkan air keluar alih-alih perlu bilas banyak. Tidak ada “persentase aliran” terpublikasi, namun secara konseptual kebutuhan bilas kecil (sering <1% dari aliran umpan) karena scraping dan vakum menangani sebagian besar padatan. Penggunaan air biasanya sebanding atau sedikit lebih tinggi daripada drum filter (tidak ada jet bertekanan “pintar”). Berbeda dengan flush clarifier yang “minimal” (www.researchgate.net), belt filter butuh semprotan built-in—meski tetap intermiten.
Biaya operasional tinggi: mesin kompleks dengan kain filter panjang, pompa vakum, dan penggerak konveyor. Konsumsi kimia signifikan (menambah ongkos berulang). Energi lebih tinggi daripada drum: selain pompa dan motor kecil, blower vakum berjalan kontinu. Investasi juga lebih mahal dibanding drum atau clarifier sederhana. Sisi positifnya, sludge 10–15% padatan mengurangi ongkos angkut. Ringkasnya: mahal namun sangat efektif—umumnya dipakai bila volume lumpur harus diminimalkan atau standar efluen sangat ketat.
Dari Lumpur Akuakultur ke Pupuk dan Biogas: Kompos & Digester Efisien
Perbandingan kinerja dan sumber daya
Penangkapan berdasarkan ukuran partikel: radial settler unggul untuk padatan sangat kasar (ratusan µm). Johnson & Chen menemukan clarifier kira-kira membelah ukuran flok tipikal (340→176 µm) dengan TSS removal 82% (www.researchgate.net). Drum filter menangkap campuran; contoh mikroskrin menangkap ~85% partikel >55 µm dan umumnya ~72% TSS (www.researchgate.net) (www.researchgate.net). Belt filter (dengan flok) praktis menangkap semua ukuran partikel—~96–99% TSS removal (www.researchgate.net) (www.researchgate.net), termasuk yang sangat halus (<20 µm) saat koagulan digunakan. Singkatnya, “drum < radial < belt” secara persentase nominal (tanpa koagulan, drum ≈ radial < belt; dengan koagulan, belt >> drum).
Konsumsi air: clarifier radial praktis tanpa washwater (flush ≪1% aliran) (www.researchgate.net). Drum filter memakai beberapa persen aliran untuk semprotan backwash. Belt filter memakai semprotan ringan plus vakum—sering sebanding dengan drum. Yang butuh air cuci signifikan justru media/cartridge filter, yang tidak dibahas di sini (lihat perbandingan konsep cartridge filter).
Biaya operasi: clarifier radial termurah (hampir tanpa energi/kimia), drum moderat, belt paling tinggi. Drum memiliki otomatisasi built-in (rotasi elektrik dan pompa) namun tanpa kimia; daya kecil (pompa dan <1 kW motor). Belt filter dilengkapi vakum dan sistem hidrolik multi-kW plus konsumsi koagulan. Semua sistem perlu perawatan rutin (nozzle semprot pada drum/belt, pengurasan sludge pada clarifier). Untuk pra-pemisahan fisik di hulu, kategori seperti physical separation relevan sebagai rangkaian sistem.
Panduan seleksi berdasarkan sistem
RAS: kebutuhan carryover padatan sangat rendah. Praktik standar adalah microscreen halus (drum atau disc) sebagai tahap pertama. Untuk RAS kecil (puluhan m³/jam), satu drum filter (mesh ~30–60 µm) biasanya cukup untuk ~70–80% TSS removal (www.researchgate.net), dengan kemudahan operasi tinggi dan jejak lahan kecil. RAS lebih besar (ratusan m³/jam) sering memakai beberapa drum atau vertical-disc filter paralel. Jika beban padatan ekstrem atau regulasi pembuangan ketat, clarifier radial dapat ditaruh di depan drum untuk menangkap settleable kasar (contoh kombinasi drum+clarifier ~88% removal (www.researchgate.net)). Belt filter jarang jadi unit primer di RAS kecuali butuh polishing halus; lebih sering dipakai menebalkan aliran limbah (mis. backwash drum) agar pembuangan lebih mudah.
Praktik debit: <50 m³/jam—satu drum filter; 50–500 m³/jam—beberapa drum (30–100 µm) ± disinfeksi akhir; >500 m³/jam—drum plus clarifier radial untuk staging removal, dan/atau belt polishing bila target TPSS sangat rendah.
Flow-through (kolam & raceway): umumnya tidak “backwash”. Jika diwajibkan pengurangan padatan, clarifier biasanya dipilih. Radial settler (atau settling basin persegi) cost-effective: menangkap ~80% limbah yang bisa mengendap (www.researchgate.net) dengan nyaris nol energi. Contoh: saluran efluen kolam ke clarifier memberi pengendapan pasif feses/pakan. Drum jarang dipakai di sistem terbuka (kecuali airnya direklamasi ke RAS). Jika syarat partikel halus sangat tinggi untuk pembuangan ke badan air sensitif, belt filter (dengan flokulan) dapat diterapkan, tetapi jarang karena biaya.
Ringkasan debit flow-through: kecil (<10–20 t/jam)—sering gravitasi ke kolam bersekat tanah (tanpa filter); menengah (>20–100 t/jam)—clarifier radial/lamella direkomendasikan; farm biomassa besar dengan outflow terbatas—clarifier + disinfeksi atau microscreen. Belt filter biasanya dipilih bila ingin memulihkan dan memadatkan sludge kolam (mis. dosis koagulan + belt miring untuk meminimalkan volume sludge).
Skala sistem: farm kecil mengutamakan kesederhanaan dan biaya—satu drum filter (untuk RAS) atau none (untuk flow-through ekstensif) lazim. Skala menengah bisa menjustifikasi clarifier (agar satu drum tidak jenuh) atau multi-drum. Skala sangat besar butuh staging: mis. clarifier circular besar diikuti multi-pump drum filter. Skala ekonomi menguntungkan settler pasif dan drum otomatis; belt dibenarkan jika regulasi efluen sangat ketat atau ongkos pembuangan sludge ekstrem.
Kesimpulan praktik: manajer RAS memilih microscreen halus (drum/disc) untuk low RGB dan efisiensi removal tinggi (www.researchgate.net) (www.researchgate.net), menerima sedikit aliran backwash. Sistem flow-through cenderung mengandalkan pengendapan sederhana (clarifier radial) untuk padatan kasar, karena pergantian air relatif leluasa. Belt filter (dengan flokulan) digunakan untuk polishing high-end atau pengentalan sludge, mengingat biaya dan kebutuhan kimia.
Reject Dewatering RAS: MBBR vs Presipitasi Kimia, Integrasi Skid Mudah
Sumber & Referensi
Sources: Peer-reviewed engineering trials and reviews were used. Johnson & Chen (2006) report ~82% TSS removal in a radial clarifier (www.researchgate.net); Davidson & Summerfelt (2005) similarly found ~78% for a radial settler (www.researchgate.net) (www.researchgate.net). Drum filters gave ~72% (modelled) removal (www.researchgate.net) and accounted for ~40–45% of total solids capture in a RAS study (www.researchgate.net). Ebeling (2006) shows inclined belt filters with coagulant achieve ~96–99% TSS removal (www.researchgate.net) (www.researchgate.net) and concentrate solids to ~12–13% dry matter (www.researchgate.net). Radial clarifiers “require only a minimal volume” of flushing water (www.researchgate.net) (i.e. virtually none continuously). These data guide system selection for Indonesian or international aquaculture operations.
References: Peer-reviewed sources as cited above (Johnson & Chen 2006 (www.researchgate.net) (www.researchgate.net); Davidson & Summerfelt 2005 (www.researchgate.net) (www.researchgate.net); Ebeling 2006 (www.researchgate.net) (www.researchgate.net)).
