Aquaculture bakal menembus >100 Mt pada 2030—naik 22% dari 2020—dan hatchery modern merespons dengan air nyaris steril lewat rantai filtrasi, UV, ozon, hingga karbon aktif. Inilah spesifikasi yang dipakai insinyur desain, lengkap dengan dosis, ukuran, dan kontrol residu.
Produksi akuakultur global diproyeksi melampaui 100 Mt pada 2030 (naik 22% dari 2020), menurut FAO. Di ruang hatchery yang serba intensif, tahap awal kehidupan ikan atau udang sangat rentan patogen—dan data menunjukkan sanitasi air mengubah permainan. Dalam satu studi, inlet water yang terus‑menerus disinari UV 400 mJ/cm² memangkas mortalitas telur rainbow trout dari 77,3% menjadi 14,3% (www.sciencedirect.com).
Standar baru: multi‑barrier treatment. Rantai perlakuan dimulai dari filtrasi bertahap (menyapu padatan tersuspensi) lalu diikuti sterilisasi UV dan/atau ozon sebelum “polishing” akhir. Barier-barier ini memberikan log‑removal kumulatif yang tinggi atas patogen—bahkan kombinasi ozon dosis rendah 0,1–0,2 mg/L + UV 50 mJ/cm² menghasilkan air “hampir bebas” koliform dan bakteri heterotrof (www.researchgate.net).
Otomasi Kualitas Air Hatchery: Sensor, Alarm, dan Dosing Real-Time
Arsitektur multi‑barrier dan tujuan sistem
Target akhirnya jelas: kondisi air nyaris steril untuk menekan penyakit tanpa merusak biofilter atau kimia air. Setiap tahap memegang peran spesifik dan diukur dengan parameter yang dapat diaudit—turbiditas (NTU, satuan kekeruhan), UVT (UV transmittance, persen transmisi UV), dosis UV (mJ/cm²), CT ozon (mg·menit/L), dan ORP (oxidation‑reduction potential).
Filtrasi bertahap dan polishing partikel
Coarse screen dan sand filter. Air sumber idealnya disaring awal untuk menangkap debris besar—rotating drum atau mesh kasar 100–300 μm melindungi unit downstream dari clogging. Peralatan seperti automatic screen membantu pemisahan kontinyu. Untuk padatan yang lebih halus, panduan FAO merekomendasikan sand filter: misalnya sepasang (dual) filter diameter 3 m × kedalaman 0,5 m (porositas efektif ≈0,4) dengan ukuran butir pasir ~0,02–0,03 mm. Pada laju filtrasi ~5–10 m/h melalui bed pasir, >99% partikel ≥25 μm tertahan (www.fao.org). Dalam praktik, setiap sand filter beroperasi ~3–10 m³/menit dan dipasang berpasangan agar satu unit bisa backwash saat yang lain tetap jalan (www.fao.org). Catatan: sand filter tidak menghilangkan bakteri, virus, atau organik terlarut (www.fao.org)—ini baru barier pertama. Unit pasir/dual media seperti sand silica filter umum dipakai di tahap ini.
Bag/cartridge micro‑filtration. Setelah pasir, seri filter lebih halus “memoles” air. Skema lazim: bag filter bertingkat (contoh pre‑filter 50 μm → bag 5–10 μm) lalu pleated cartridge filter hingga ~1 μm absolut. Cartridge 1 μm menangkap >99% partikel ≥1 μm. Virus bebas (<0,2 μm) memang lolos, tetapi pembuangan partikel dan flok bakteri menghilangkan “shadowing” dan konsumsi organik sehingga UV/ozon bekerja lebih efektif. Pedoman RAS Indonesia menegaskan mekanikal filtrasi efektif—dikombinasikan biofiltrasi—dibutuhkan agar radiasi UV/ozon efisien (id.scribd.com) (id.scribd.com). Rancang menuju turbiditas <3 NTU dan UVT >70–80% (UVT adalah persen sinar UV 254 nm yang menembus air)—pada kondisi ini, dosis UV dapat diandalkan.
Outcome filtrasi. Train filtrasi yang baik memangkas padatan tersuspensi dan turbiditas 90–99%. Hatchery RAS dengan moving‑bed rutin mencatat turbiditas keluaran <1 NTU setelah polishing, meskipun intake tinggi warna/plankton (id.scribd.com) (id.scribd.com). Dikombinasikan dengan sterilisasi, dampaknya dramatis: UV pada inlet water (pasca filtrasi) memangkas kehilangan telur dari ~77% ke ~14% (www.sciencedirect.com).
UV‑C: sterilisasi tanpa residu
Peran dan dosis target. UV‑C (200–280 nm; lazimnya 254 nm dari lampu merkuri tekanan rendah) menonaktifkan bakteri, virus, dan jamur dengan merusak DNA/RNA tanpa residu kimia (www.researchgate.net) (www.sciencedirect.com). Karena tak ada “residual” disinfektan, UV ditempatkan di tahap akhir (mis. sebelum tangki hatchery) atau pada intake line. Sasaran 3–4 log (99,9–99,99%) reduksi patogen umumnya setara 30–100 mJ/cm². Pedoman RAS Indonesia mencatat 2.000–10.000 μWs/cm² (2–10 mJ/cm²) untuk membunuh 90% bakteri/virus, dan 50.000–200.000 μWs/cm² (50–200 mJ/cm²) untuk parasit kecil (id.scribd.com). Praktiknya, hatchery salmonid sering menargetkan ~40 mJ/cm² untuk 3‑log reduksi virus/bakteri; sebagai kontras, agen sangat resisten seperti Infectious Pancreatic Necrosis virus butuh ≈246 mJ/cm² untuk 3‑log (www.aguatopone.com). Sistem ultraviolet menjadi barier kunci di sini.
Pembesaran kapasitas (sizing) dan implementasi. Dosis = (intensitas lampu) × (waktu tinggal) × (UVT); dengan t = Vchamber / Q. Untuk Q (L/detik) tertentu, jumlah/daya lampu dipilih agar intensitas memenuhi target. Contoh, sistem 40 m³/jam (11 L/detik) lazimnya memakai beberapa lampu LPHO ~100 W untuk mencapai 30–50 mJ. LPHO (low‑pressure high‑output) ≈40% efisien pada 254 nm, sedangkan medium‑pressure ≈15% (www.aguatopone.com). Baffle internal atau aliran serpentin memastikan paparan merata. Kurva pabrikan (mis. UltraAqua Ultrabarrera dan Trojan) umum menunjukkan 50–100 mJ pada 10–100 m³/jam tergantung jumlah lampu. Aturan praktis: ≥50 mJ untuk disinfeksi intake hatchery, atau ≥100 mJ bila kualitas air buruk.
Contoh desain. Intake puncak 20 m³/jam dengan UVT 80%, target 40 mJ. Jika satu lampu LPHO 100 W menghasilkan ~25 mW/cm² di reaktor, dua lampu seri memberi ≈50 mW/cm². Waktu tinggal yang dibutuhkan = 40 mJ ÷ 50 mW = 0,8 detik. Pada 20 m³/jam (≈5,6 L/detik), volume reaktor ≈4,5 L (5,6 L/detik × 0,8 dtk). Praktiknya, chamber 2 lampu ~10 L (dengan flow guide) memadai. Skala linier: debit dobel ⇒ jumlah lampu atau volume chamber dobel. Tambahkan margin 20–30% untuk penuaan UV dan fouling.
Kinerja dan batasan. UV yang tepat memberi near‑steril segera; studi menunjukkan >3‑log reduksi bakteri/virus, termasuk penurunan bakteri pada permukaan telur trout (www.sciencedirect.com). UV tidak mengganggu biofiltrasi dan tidak mengubah kimia air (www.sciencedirect.com). Batas utamanya kejernihan: bila turbiditas >5 NTU atau UVT <50%, tingkatkan dosis atau perbaiki pretreatment.
Disinfeksi Artemia & Enrichment HUFA: Kunci Survival Larva Hatchery
Ozonasi: oksidasi, disinfeksi, dan polishing
Tujuan dan manfaat. Ozon (O₃) adalah oksidator dan biocide kuat yang dicampurkan ke air (via venturi/diffuser). Manfaat mencakup: disinfeksi makro (bakteri, virus, jamur, protozoa) (www.dpi.nsw.gov.au) (www.researchgate.net); penghilangan organik (mengonversi warna/off‑flavors/organik mudah oksidasi) (www.dpi.nsw.gov.au); flokulasi partikel halus (membentuk mikro‑flok untuk ditangkap filter) (www.dpi.nsw.gov.au); dan oksidasi nitrit (NO₂⁻ → NO₃⁻), yang meringankan kinerja biofilter (www.dpi.nsw.gov.au). Data RAS eksperimental menunjukkan ozon mempercepat nitrifikasi dan memberi air lebih jernih dengan DO lebih tinggi (www.dpi.nsw.gov.au) (www.researchgate.net).
Dosis dan waktu kontak (CT). Residual O₃ target untuk air masuk relatif bersih ~0,1–0,2 mg/L selama 1–5 menit kontak untuk inaktivasi patogen (www.dpi.nsw.gov.au). Dalam praktik ini setara CT ≈ 0,2 mg·menit/L (contoh 0,2 mg/L selama 1 menit). Pada loop resirkulasi kaya organik, residual lebih tinggi (0,2–0,4 mg/L) mungkin diperlukan untuk efek setara (www.dpi.nsw.gov.au). Sebaliknya, air sangat murni hanya butuh 0,01–0,1 mg/L selama puluhan detik (www.dpi.nsw.gov.au). Aturan praktis lain berbasis pakan: ~10–15 g O₃ per kg pakan per hari kerap dipakai di RAS beban tinggi untuk kontrol organik (www.dpi.nsw.gov.au).
Pembesaran kapasitas generator ozon. Untuk debit Q (m³/jam) dan residual target C (mg/L), kebutuhan produksi ozon (g/jam) ≈ Q × C. Contoh: 50 m³/jam × 0,2 mg/L = ~10 g/jam. Generator ozon corona‑discharge berbasis O₂ murni disarankan (output lebih tinggi ketimbang udara dan tanpa nitrogen oksida). Pastikan transfer massa optimal (injeksi venturi atau diffuser) dan zona kontak (kolom gelembung atau packed tower) ~1–5 menit. Gas lepas (off‑gas) O₃ wajib di‑destruct atau di‑vent dengan aman.
Kinerja dan keselamatan. Ozonasi mencapai kill rate tinggi; bahkan dosis rendah (0,1–0,2 mg/L selama detik‑detik) ditambah UV melahirkan air “hampir bebas” koliform (www.researchgate.net). Dosis lebih tinggi (hingga ~0,5 mg/L) dapat memberi >99% reduksi bakteri nitrifikasi dan sebagian besar patogen. Namun ozon toksik bagi ikan dan nitrifier bila overdosis; kontrol/monitor ketat (sensor inline ORP atau ozon) untuk menjaga residual 0,1–0,3 mg/L dalam durasi singkat (www.researchgate.net). Pada air kaya bromida (laut/payau), reaksi dapat membentuk bromate/bromamine—residu harus didegas/dihilangkan (lihat tahap berikut).
Polishing pasca ozon dengan karbon aktif
Setelah ozonasi, granular activated carbon (GAC) wajib hadir. Fungsinya ganda: menguraikan cepat ozon terlarut/oksidan brominasi dan menyerap byproduct oksidasi (bromate, aldehida) serta organik jejak. Tanpanya, sisa ozon/bromin dapat bertahan dan menaikkan ORP ke level toksik. Praktisi sepakat: “activated carbon filtration, UV, atau reducing agent… akan menurunkan atau menghilangkan” residu O₃ dan bromin (www.researchgate.net). Rancang unit GAC untuk empty‑bed contact time (EBCT) ~5–10 menit; secara praktis, bed 1 m³ yang melayani 10 m³/jam memberi ~3–6 menit EBCT. Uji coba menunjukkan UV 80–150 mJ/cm² dibutuhkan untuk menghancurkan 0,3 mg/L ozon (www.researchgate.net), sedangkan karbon mencapai efek serupa lewat oksidasi/adsorpsi dengan head loss minimal. Hasilnya: ozon tak terukur dan ORP aman. Media karbon seperti activated carbon menjadi pemoles akhir yang kritikal.
Menghapus seluruh oksidan residual melindungi ikan dan biofilter. Sisa ozon/bromamine pada level rendah pun bisa merusak insang atau bakteri nitrifikasi. Gupta dkk. menekankan pasca ozon UV atau AC disarankan “untuk memastikan biofilter dan ikan tidak terpapar ORP tinggi” (onlinelibrary.wiley.com).
Performa kumulatif sistem multi‑barrier
- Sand filter: ~1–2 log removal partikel/“egg” (≥25 μm) (www.fao.org).
- Bag/Cartridge: ~2–3 log (90–99,9%) removal partikel hingga 1 μm (termasuk agregat bakteri).
- UV (30–50 mJ/cm²): ~3–4 log reduksi bakteri/virus (id.scribd.com) (www.sciencedirect.com).
- Ozon (0,1–0,2 mg/L; 1–5 menit): tambahan ~3 log kill mikroorganisme plus oksidasi organik (www.researchgate.net) (www.dpi.nsw.gov.au).
- GAC polishing: pada dasarnya 100% penghilangan oksidan biocidal residual, memastikan tak ada patogen hidup atau byproduct berbahaya yang tersisa (www.researchgate.net) (onlinelibrary.wiley.com).
Kumulatif, kualitas air mendekati “near‑sterile”. Satu uji hatchery dengan ozon + UV mencapai hampir nol bakteri yang dapat dikultur (www.researchgate.net). Di lokasi lain, keberhasilan penetasan melonjak (mortalitas 77% → 14%) setelah memasang UV intensitas tinggi (www.sciencedirect.com).
Disinfeksi Hatchery Efektif: Perbandingan Chlorine, Ozone, PAA & ClO₂
Spesifikasi desain dan daftar periksa
Filtrasi: Sand filter di ~5–10 m/h, backwash otomatis; bag filter menahan debit puncak dengan rating bertahap (contoh 50 → 5 μm); cartridge polesan akhir ≤1 μm pada full flow (sering paralel untuk menekan pressure drop). Unit pasir seperti sand silica filter lazim untuk tahap ini.
UV system: Target ≥30–50 mJ/cm² untuk 3‑log kill patogen umum (pakai ≥50–100 mJ konservatif). Rumus: Dose = Intensitas × Waktu Tinggal × UVT; t = Vchamber / Q. Contoh: pada 20 m³/jam (UVT 80%), dua lampu 100 W (~25 mW/cm²) memberi 40 mJ dalam ~0,5 dtk; chamber ≈3 L. Jaga uniformitas hidraulik (baffle), jadwal pembersihan sleeve, dan penggantian lampu tiap 9–12 bulan. Sensor UV analog membantu feedback. Sistem ultraviolet menjadi rujukan untuk barier ini.
Ozon system: Kapasitas generator mengikuti kebutuhan O₃: residual 0,2 mg/L pada 100 m³/jam butuh ~20 g/jam; pada 10 m³/jam ~2 g/jam. Gunakan generator corona‑discharge berbasis O₂. Sediakan contactor (venturi + kolom degassing atau bubble tower) dengan kontak ≥2 menit pada debit desain. Termasuk off‑gas destruction/venting. Monitor ORP atau residual ozon (target <0,05 mg/L keluar contactor).
Activated carbon: Setelah contactor ozon, alirkan air melalui unit GAC—tinggi bed ~1 m (luas permukaan spesifik >1000 m²/g secara umum untuk karbon granular), EBCT ~5–10 menit (lebih tinggi bila organik terlarut tinggi). Ini menjatuhkan residual ozon ke level tak terdeteksi dan menyerap bromate/aldehida. Ganti/regenerasi berkala. Media seperti activated carbon umum dipakai untuk polishing ini.
Pemantauan: Turbiditas meter di inlet dan pasca filtrasi untuk verifikasi >90% removal. Sensor UVT dan radiometer UV mengonfirmasi dosis. Konsentrasi off‑gas ozon dan probe ORP di outlet contactor memastikan keselamatan. Uji mikrobiologi berkala (mis. total coliform/HPC) menunjukkan efek kumulatif—ekspektasi ~0–5 CFU/mL pada air jadi.
Kesimpulan. Multi‑barrier yang dirancang baik—filtrasi bertingkat, disinfeksi UV intens, ozonasi terkendali, lalu polishing karbon aktif—mampu menihilkan patogen hampir total di air hatchery. Dampaknya terukur: survival telur‑larva melonjak (contoh mortalitas ~77% → ~14% dengan UV intensitas tinggi, www.sciencedirect.com) dan wabah penyakit turun. Setiap tahap memiliki pedoman engineering mapan (debit, grade media, dosis UV, CT ozon) yang memberi jaminan kuantitatif—terutama filtrasi karbon pasca ozon yang krusial untuk meniadakan oksidan sisa dan menjaga ORP aman (www.researchgate.net) (onlinelibrary.wiley.com).
