Filter drum dan pasir menyisakan partikel halus dan organik terlarut yang bikin air “teh” dan menekan biofilter. Bukti lapangan menunjukkan integrasi protein skimmer (foam fractionator) dengan ozon memangkas partikel mikro, DOC, bakteri, hingga nitrit—sekaligus mendongkrak efisiensi biofilter.
Budidaya intensif berbasis RAS (recirculating aquaculture systems: sistem sirkulasi tertutup) menumpuk partikel kolodial dan senyawa organik terlarut/DOC (dissolved organic compounds) yang lolos dari filter konvensional. Partikel <30 µm dan DOC yang resisten terus naik seiring densitas tebar dan beban pakan, menaikkan BOD (biochemical oxygen demand) dan menekan ikan www.dpi.nsw.gov.au www.dpi.nsw.gov.au. DOC tinggi memberi warna “teh” dan bisa memangkas efisiensi nitrifikasi biofilter 40–50% www.dpi.nsw.gov.au. Dibiarkan, limbah ini menaikkan nitrit ke level toksik dan membuat sistem kurang stabil www.dpi.nsw.gov.au www.dpi.nsw.gov.au. Jawabannya: klarifikasi tingkat lanjut, melampaui drum atau sand filter.
Baca juga:
Polimer Flokulan & Thickener HD: Dewatering Tailings Nikel Lebih Cepat
Akumulasi partikel halus dan DOC yang terlewat
Protein skimmer alias foam fractionator (pemisah busa) menargetkan kolodial dan organik hidrofobik yang lolos dari filtrasi mekanik. Sementara drum filter lazimnya mengangkat ~90% partikel >50 µm, hanya <10% partikel <55 µm yang tertangkap academic.oup.com. Di banyak instalasi, polishing mekanik tambahan menggunakan media pasir atau sand-silica dan unit cartridge filter membantu menurunkan padatan tersuspensi, namun partikel sub-30 µm dan DOC tetap mendominasi warna, bau, dan beban BOD.
Protein skimmer: prinsip kerja dan batasan
Foam fractionation bekerja via mikrogelembung (microbubbles) yang dibentuk injektor venturi atau mixing pump; organik/kolodial menempel di permukaan gelembung dan terbawa sebagai buih/foam ke pembuangan www.dpi.nsw.gov.au www.ras-aquaculture.com. Ini bukan pengganti filtrasi kasar, melainkan pelengkap untuk beban sisa. Secara historis, fraksinasi busa sendiri hanya mengangkat 6–38% total suspended solids di beberapa laporan, karena penangkapan sub-30 µm tanpa oksidan itu menantang academic.oup.com.
Data komersial memperjelas batasannya: uji RAS salmon menemukan skimmer tanpa ozon hanya menghapus ~2–4% mikropartikel per lintasan dan hampir tak menurunkan kekeruhan (≈1% turun) www.researchgate.net www.researchgate.net.
Ozonasi: oksidasi organik dan kontrol patogen
Ozon/O₃ adalah oksidan nonselektif kuat yang memecah organik terlarut dan mikroba. Di RAS, ozon memicu “micro-flocculation” (penggumpalan mikro) sehingga kolodial menggumpal dan mudah dihilangkan dengan fraksinasi/filtrasi/sedimentasi www.dpi.nsw.gov.au aquaculturemag.com. DOC dioksidasi menjadi molekul lebih kecil/lebih biodegradabel atau dipresipitasi sehingga biofilter lebih mudah mengubahnya menjadi nitrat www.dpi.nsw.gov.au aquaculturemag.com. Ozon juga mengoksidasi nitrit langsung ke nitrat www.dpi.nsw.gov.au. Penting dicatat, kadar nitrit yang relatif rendah pun mengganggu: satu studi menunjukkan pertumbuhan perch turun 5% pada 2,8 ppm nitrit—kemampuan ozon menekan nitrit sangat berharga www.dpi.nsw.gov.au.
Disinfeksi: Ozon merusak bakteri/virus/parasite dengan menembus dinding sel. Pada air murni, residu 0,01–0,1 mg/L selama 15 detik sudah menurunkan beban bakteri secara tajam www.dpi.nsw.gov.au. Pada air RAS yang kaya organik, ~0,1–0,2 mg/L selama 1–5 menit diperlukan untuk disinfeksi signifikan—dan pada efluen budidaya, ~0,2–0,4 mg/L selama 1–5 menit www.dpi.nsw.gov.au. Bahkan tanpa target sterilisasi, ozon menurunkan bakteri heterotrofik secara tidak langsung dengan memangkas substrat terlarut oceanrep.geomar.de aquaculturemag.com. Dampak bersihnya: ORP (oxidation-reduction potential) naik (>270 mV) dan BOD turun dibanding kontrol aquaculturemag.com www.sciencedirect.com. Ozon yang terurai kembali menjadi O₂ turut menaikkan DO (dissolved oxygen) di air dan biofilter—menguntungkan nitrifikasi www.dpi.nsw.gov.au. Pada proyek RAZONE, ozonasi mengangkat ORP 270–290 mV dan memungkinkan densitas produksi sesuai desain tanpa stres ikan aquaculturemag.com.
Integrasi ozon–skimmer dan metrik kinerja
Praktik lapangan memasukkan ozon ke ruang protein skimmer via injektor venturi atau sumber O₂ (oxygen concentrator) untuk memaksimalkan pengangkatan partikulat dan organik. Dalam uji skala penuh pada dua desain skimmer (S1, S2) di 0, 7, 14 g O₃/kg pakan, dosis 14 g/kg memberi pengangkatan jumlah partikel satu lintasan ≈52% (vs ~2,6% tanpa ozon), dan luas permukaan partikel ≈42% (vs ~3,4%) www.researchgate.net. Kekeruhan turun ~13,7% pada ozon tinggi vs ~1,2% tanpa ozon www.researchgate.net. DOC yang semula non-biodegradabel dioksidasi/dipresipitasi hingga bisa dipecah biofilter www.dpi.nsw.gov.au. Kesimpulan konsisten: skimmer paling efektif bila dipasangkan dengan ozon academic.oup.com cordis.europa.eu.
Reduksi bakteri: langkah ozon–skimmer memotong bakteri heterotrofik ~60% per lintasan di 14 g/kg (vs ~4% tanpa ozon) www.researchgate.net. Secara praktis, TRO (total residual oxidants) ~0,06–0,1 mg/L sudah memberi disinfeksi substansial tanpa mencederai ikan oceanrep.geomar.de www.dpi.nsw.gov.au. Ambang aman ~0,06 mg/L oksidan sisa diidentifikasi untuk udang dan turbot oceanrep.geomar.de. Dalam uji RAZONE (salmon), air terozonasi tak memicu stres ikan dan operator melihat respons makan sedikit lebih tinggi (kenaikan pertumbuhan terukur kecil) cordis.europa.eu.
Penghilangan nitrogen & nitrifikasi: injeksi ozon di skimmer/reaktor kontak juga mengoksidasi amonia ke N₂ pada air laut (via bromida→bromamin) dan nitrit ke nitrat www.dpi.nsw.gov.au oceanrep.geomar.de. Oksidasi penuh amonia jarang ditarget (butuh residu tinggi), namun oksidasi parsial nitrit saja sudah meringankan beban biofilter. Dengan menggumpalkan organik, ozon memangkas BOD ke biofilter sehingga bakteri nitrit-oksidasi bekerja lebih efektif—menjaga “kondisi optimum untuk nitrifier”—sekaligus menaikkan DO www.dpi.nsw.gov.au www.dpi.nsw.gov.au www.dpi.nsw.gov.au.
Kejernihan, warna, dan parameter kualitas
Ozonasi berkelanjutan dosis rendah mempertahankan UVT (UV-transmittance) tinggi; satu studi mencatat UVT ~94% vs ~85% pada kontrol tanpa ozon www.researchgate.net. Laporan lapangan menunjukkan ORP stabil di 280–290 mV dan tampilan “clean water” segera saat ozon aktif aquaculturemag.com www.sciencedirect.com. Berkurangnya beban organik turut memangkas off-flavor (geosmin/MIB) dan carryover logam berat—logam yang tersorpsi pada organik ikut terangkat setelah oksidasi aquaculturemag.com cordis.europa.eu.
Flotasi Nikel Cerdas: Sensor & AI Dosing Real-Time Pangkas Reagen
Dampak pada biofilter dan kesehatan ikan
Dengan mengurangi organik sebelum biofiltrasi, loop ozon–skimmer menstabilkan RAS: BOD turun, media tak mudah clogging, nitrifier tetap aktif. Panduan DPI menekankan DOC tinggi melemahkan konversi nitrit; ozon menurunkan muatan organik dan memperbaiki efisiensi nitrifikasi www.dpi.nsw.gov.au. Praktiknya, operator bisa mempertahankan feed rate/densitas tebar lebih tinggi dibanding tanpa ozon.
Untuk patogen, ozon mengecilkan risiko: sistem terozonasi melaporkan lebih sedikit outbreak Aeromonas/Vibrio dan ketergantungan antibiotik lebih rendah www.oxidationtech.com www.dpi.nsw.gov.au. Kontrol keamanan dilakukan via probe ORP untuk menghindari overdosis; uji menetapkan level oksidan sisa aman ~0,06 mg/L dan batas ORP (umumnya <310 mV) guna melindungi biofilter dan ikan oceanrep.geomar.de www.dpi.nsw.gov.au. Beberapa uji Swiss menunjukkan trout tumbuh lebih cepat di sistem terozonasi, setidaknya tanpa tanda stres (gasping/flashing) meski pada densitas mendekati desain; FCR dan survival cenderung baik, walau besaran keuntungan bervariasi per sistem aquaculturemag.com aquaculturemag.com cordis.europa.eu.
Panduan operasional dan desain reaktor
Dosis ozon: aturan desain umum 10–15 g O₃ per kg pakan per hari untuk mengoksidasi organik terakumulasi www.researchgate.net cordis.europa.eu. Satu advis merekomendasikan 10–15 g/kg pakan untuk degradasi DOC dan nitrit di efluen RAS tipikal www.dpi.nsw.gov.au. Dosis lebih rendah (0–7 g/kg) tetap menurunkan DOC/nitrit namun disinfeksinya lebih kecil. Operasi generator bisa dipulse pascafeeding atau kontinu bila feeding 24/7. Target residu: 0,1–0,2 mg/L di air tawar/payau atau ~0,05–0,1 mg/L di air laut (memperhitungkan demand bromida), dipantau meter ozon/ORP online www.dpi.nsw.gov.au oceanrep.geomar.de.
Desain skimmer/reaktor: waktu kontak 1–5 menit lalu degassing. Injektor venturi dari stainless-steel disukai untuk transfer ozon (PVC korosif terhadap ozon). Ruang skimmer aliran linear memaksimalkan kontak gelembung–organik. Secara empiris, menaikkan tinggi head skimmer meningkatkan volume buih, namun kombinasi venturi+ozon biasanya menghasilkan padatan terbanyak per volume air yang diproses academic.oup.com. Unit pendukung seperti injektor, degasser, dan probe bisa dikemas dalam water treatment ancillaries untuk kemudahan integrasi.
Manfaat terukur dan trade-off energi
Outcome yang terukur dari ozonasi RAS: penurunan kekeruhan 20–50%, penghilangan senyawa warna/“tannin” >90%, dan ORP stabil >280 mV www.researchgate.net aquaculturemag.com. Satu studi mencatat HPC (heterotrophic plate counts) turun ~1 log (90%) pasca implementasi ozonasi, dan lonjakan nitrit di kontrol turun mendekati nol pada sistem terobati. Tambahan daya listrik moderat (~5–10%), namun penggantian air bisa ditekan karena air lebih lama dipertahankan bersih, sering kali memangkas beban pemanasan/pendinginan www.oxidationtech.com cordis.europa.eu.
Aspek regulasi dan kontrol produk samping
Banyak yurisdiksi tak membatasi ozon bila telah bereaksi tuntas. Di Indonesia belum ada aturan spesifik ozon untuk RAS; standar umum reuse air (KKP/LH) memandang ozon sebagai kimia treatment on-site. Best practice: gas sisa/efluen yang masih mengandung ozon dikuench via filtrasi karbon aktif atau ventilasi sebelum dibuang oceanrep.geomar.de. Pada air laut, bromat dapat terbentuk; ini ditangkap dengan filtrasi karbon aktif bila diperlukan oceanrep.geomar.de. Implementasi praktis sering memanfaatkan media activated carbon sebagai guard filter pasca-ozonasi.
Data kunci yang menonjol
Pada RAS salmon air laut, foaming + 14 g O₃/kg pakan mencapai ~60% bunuh bakteri per lintasan dan ~50% penghilangan mikropartikel—dibanding ~4% dan ~3% tanpa ozon; kekeruhan dan UVT membaik ≈5–15% dengan ozon www.researchgate.net www.researchgate.net www.researchgate.net. Untuk disinfeksi, panduan menyarankan ~0,2–0,4 mg/L ozon terlarut (1–5 menit kontak) www.dpi.nsw.gov.au. Studi sistemik (RAZONE) menegaskan sistem terozonasi mencapai target produksi tanpa kehilangan ikan, sementara kontrol bermasalah pada kualitas air cordis.europa.eu aquaculturemag.com.
Sirkuit Air Flotasi Nikel 95% Recycle: Risiko Garam & Cara Mitigasi
Rangkaian unit klarifikasi yang saling melengkapi
Klarifikasi lanjutan tak berdiri sendiri. Rangkaian efektif biasanya menggabungkan filtrasi mekanik (drum/sand), fraksinasi busa + ozon, dan polishing akhir bila dibutuhkan. Pada sisi mekanik, filter media seperti sand-silica dan cartridge filter lazim, sedangkan sisi oksidasi dan penyerapan memanfaatkan ozon dan activated carbon. Pilihan housing/periferal, instrumentasi, dan injeksi dapat diakomodasi lewat water treatment ancillaries untuk menjaga integrasi sistem tetap rapi.
Sumber utama dan studi pendukung: ulasan DPI New South Wales tentang ozon di RAS (berbagai butir: efisiensi nitrifikasi, nitrit, disinfeksi, DOC, ORP, DO) www.dpi.nsw.gov.au www.dpi.nsw.gov.au www.dpi.nsw.gov.au www.dpi.nsw.gov.au www.dpi.nsw.gov.au www.dpi.nsw.gov.au; evaluasi protein skimmer + ozon di RAS komersial (partikel, kekeruhan, bakteri) www.researchgate.net www.researchgate.net www.researchgate.net; efek UVT dan batasan ozon www.researchgate.net; ringkasan proyek RAZONE cordis.europa.eu; pembahasan praktik ozonasi di akuakultur aquaculturemag.com; materi akademik/teknis lain terkait media partikel dan dampak ukuran partikel academic.oup.com www.sciencedirect.com oceanrep.geomar.de www.oxidationtech.com.
