Tak hanya untuk bernapas, keberadaan oksigen
terlarut dalam air menciptakan lingkungan kolam atau tambak yang nyaman bagi
ikan dan udang. Beragam teknik aerasi pun dilakukan untuk menjaga kandungan
oksigen terlarut dalam air.
Aerasi
merupakan upaya penambahan oksigen ke dalam air sehingga kadar oksigen terlarut
di dalam air menjadi semakin tinggi. Aerasi termasuk pengolahan kualitas air
secara fisika, yang lebih mengutamakan unsur mekanisasi dibandingkan unsur
biologi. Secara prinsip, aerasi membuat luas kontak antara air dan oksigen
semakin besar. Untuk kepentingan ini, beragam teknologi telah diterapkan para
ahli, mulai dari teknik yang sederhana sampai teknik yang paling canggih.
Pada
dasarnya, penambahan oksigen ke dalam air melalui beberapa tahap antara lain:
(1)
transfer oksigen ke gas liquid
interface, di mana udara menyentuh lapisan permukaaan air; (2) gas
atau oksigen memotong permukaan film atau lapisan air; dan (3) gas atau oksigen
masuk ke dalam badan air.
Pada
semua jenis aerator, tahapan penambahan oksigen ke dalam badan air ini berlaku
karena secara prinsip aerator berfungsi untuk menghasilkan aerasi, yaitu
penambahan oksigen atau udara ke dalam badan air melalui difusi udara.
Ragam jenis aerasi
Beberapa
macam teknik aerasi yang ada di antaranya :
1. 1. teknik
gravity,
2. 2. permukaan,
3.
3. diffuser, dan
4.
4. turbin.
Gravity, merupakan
teknik aerasi dengan
menggunakan aerator gravitasi berupa penambahan oksigen terlarut dalam air
dengan memanfaatkan energi pada saat air turun melalui ketinggian tempat
terhadap permukaan air. Jenis aerator ini banyak digunakan, khususnya untuk
pembesaran ikan, karena konstruksinya sederhana dan biayanya murah.
Permukaan, berupa aerasi permukaan menggunakan luas
permukaan untuk mempercepat laju difusi udara khususnya oksigen ke dalam badan
air. Pada aerasi permukaan terjadi perusakan lapisan film yang dapat mempercepat
difusi oksigen.
Difuser aerator, teknik aerasi ini memasukkan udara atau oksigen
ke dalam badan air dalam bentuk gelembung. Selanjutnya, oksigen ditransfer dari
gelembung ke dalam air. Efektifitas laju transfer oksigen ini dipengaruhi
ukuran gelembung dan lama waktu gelembung dalam air.
Turbin, prinsip kerjanya memanfaatkan turbin
agar terjadi difusi oksigen dari udara ke dalam badan air.
Dalam budidaya ikan, keberadaan oksigen terlarut dalam air kolam
menduduki posisi sangat penting. Kekurangan oksigen terlarut tidak hanya
menyebabkan ikan mati lemas karena gangguan pernapasan, tetapi juga
meningkatkan kadar toksisitas perairan akibat proses nitrifikasi meningkat.
Tidak hanya untuk
ikan, keberadaan oksigen juga dibutuhkan mikroorganisme untuk tumbuh dan
berkembang, misalnya fitoplankton dan zooplankton. Begitu pula pada bakteri
aerob, yang berperan mengurai bahan organik. Kekurangan oksigen menyebabkan
bahan organik terurai secara anaerob dan menghasilkan gas-gas beracun.
Untuk mengatasi
masalah kurangnya oksigen terlarut, berbagai cara pun dilakukan untuk
memasukkan oksigen ke dalam perairan. Proses ini lazim dikenal dengan istilah
aerasi.
Pada wadah perairan
skala luas, seperti tambak, aerasi dengan penggunaan kincir air lazim
dilakukan. Sementara pada kolam atau budidaya yang relatif sempit atau
akuarium, suplai oksigen terlarut dilakukan dengan aerasi menggunakan aerator.
Kemajuan teknologi
mendorong pembuatan aerator dengan daya dorong yang lebih kuat, yaitu blower. Dengan adanya blower, udara
yang disalurkan berkapasitas lebih besar. Dengan instalasi yang baik, jangkauan
aerasi bisa memenuhi kebutuhan areal perairan yang luas.
Kini, pemecahan
masalah oksigen terlarut semakin mudah dengan hadirnya perangkat pemecah aliran
udara yang disebut dengan fine
bubble diffuser (FBD). Aliran udara yang keluar dari mulut selang
atau pipa dibagi-bagi menjadi gelembung-gelembung yang sangat halus. Lapisan
air pun menjadi lebih banyak yang terpecah dan oksigen terlarut yang dihasilkan
pun menjadi lebih banyak. Prinsipnya hampir sama dengan batu aerasi yang
digunakan pada akuarium. Namun, gelembung yang dihasilkan fine bubble defuser
jauh lebih kecil sehingga tingkat efisiensi transfer oksigennya (oxygen transfer efficiency, OTE) jauh
lebih tinggi.
Penggunaan FBD ini
lazim diterapkan pada instalasi pengolah air. Cara kerjanya, udara yang
dihasilkan oleh blower disalurkan
lewat pipa yang pada bagian tertentu telah dipasang fine bubble defuser. Udara yang
mengalir ini selanjutnya keluar lewat pori-pori yang berjumlah ribuan dan
berukuran mikro. Hembusan udara pun dikeluarkan dalam bentuk
gelembung-gelembung yang sangat halus.
Ragam bentuk fine bubble
diffuser
Paling tidak,
terdapat tiga model fine bubble diffuser yang beredar di pasaran, yaitu;
(1) membrane disc diffuser,
(2) dome diffuser, dan
(3) tube diffuser.
Keuntungan dan kerugian menggunakan FBD
Tak ada yang
sempurna, alat buatan manusia memiliki keunggulan dan kelemahan masing-masing,
termasuk FGD. Bicara keuntuntungan dan kerugian yang diperoleh dengan
menggunakan FGD, berikut penilaian yang dibuat oleh National Small Flows
Clearinghouse (NSFC), West Virginia University.
Keuntungan:
- terbukti memiliki nilai OTEs tinggi;
- terbukti menghasilkan efisiensi arerasi yang tinggi berdasarkan jumlah oksigen yang ditransfer per unit power per unit time;
- dapat memenuhi tuntutan kebutuhan oksigen yang tinggi;
- mudah ditempatkan di bagian-bagian cekungan; dan
- hasil emisi senyawa organik yang mudah menguap lebih rendah dibandingkan penggunaan non-porous diffuser atau perangkat aerasi mekanik.
Kelemahan:
- Pori-pori FBD bisa tersumbat akibat aktivitas kimia maupun biologi di dalam perairan. Penyumbatan ini tentu berpengaruh pada performa FBD dalam menyalurkan oksigen. Oleh sebab itu, diperlukan upaya untuk membersihkan lempeng FBD secara berkala.
- Pori-pori FBD juga rentan terhadap serangan kimia yang membuat pori-porinya rusak. Diperlukan kontrol dan perawatan rutin untuk mengoptimalkan kinerjanya.
Kinerja optimal FBD
ditentukan oleh beberapa parameter di antaranya: pengerakan (fouling); karakteristik
perairan (limbah); tipe aliran air; kondisi pengisian udara; bentuk permukaan
kolam; tipe diffuser,
ukuran, bentuk, kerapatan, dan tingkat aliran udara; keahlian operator dalam
menginstalasi; serta kualitas kegiatan pencegahan dan perawatan.
Mudahkah
pengoperasian dan perawatannya? Tentu saja, jika dilakukan sesuai dengan
prosedur. Hal penting yang perlu diperhatikan adalah menjaga diffuser tetap bersih secara
berkala sehingga bisa menghemat ongkos perawatan secara keseluruhan. Perawatan
pencegahan ini juga berguna untuk mendeteksi adanya pengerakan pada pori FBD.
Beberapa cara pembersihan yang dilakukan di antaranya dengan menggunakan
metode acid washing, alkaline washing, gas injection, high pressure water jetting,
dan air bumping.
Untuk budidaya ikan
atau udang supra intensif, penggunaan fine bubble diffuser sangat
direkomendasikan. Dengan kepadatan tinggi, kebutuhan oksigen yang juga tinggi
dapat dipenuhi FBD dengan tingkat efisiensi transfer oksigen yang lebih baik.
Paddlewheel Aerator
Jenis
aerator ini lazim disebut dengan kincir, yang memiliki bilah dayung pada
rodanya. Di satu badan pelampung, terdapat masing-masing satu impeller pada kedua sisinya.
Bahkan jumlah impeller bisa
ditambah lebih banyak sesuai dengan kekuatan gerak motornya.
Secara
prinsip, aerator ini menggunakan permukaan air untuk mempercepat laju difusi
udara, khususnya oksigen, ke dalam badan air. Pada aerasi permukaan, terjadi
perusakan lapisan film yang dapat mempercepat difusi oksigen. Air yang
terangkat ke atas akibat putaran bilah dayung kincir akan mendapat tambahan
oksigen melalui difusi okigen pada saat berada di udara. Saat jatuh di
permukaan, air menyebabkan lapisan film pada permukaan air menjadi rusak
sehingga terjadi pula transfer oksigen dari udara lewat pecahan permukaan air.
Banyak
ragam spesifikasi kincir kolam atau tambak. Hal utama yang menjadi perhatian
para petambak adalah tenaga penggeraknya. Untuk tambak yang terjangkau aliran
listrik dari PLN, kincir bertenaga listrik bisa menjadi pilihan. Salah satu
pertimbangannya yaitu instalasinya yang relatif ringkas dan tidak ribet.
Di
daerah tambak yang tidak terjangkau listrik atau suplai listriknya tidak
stabil, kincir bertenaga solar menjadi pilihan. Namun, bagi petambak yang
terkendala dengan pengadaan solar, Balai Besar Perikanan Budidaya Air Payau
(BPBAP) Takalar-Sulawesi Selatan dan CP Prima telah berhasil membuat kincir
rangkai bertenaga penggerak LPG.
Jet Aerator
Jenis
aerator ini bekerja dengan cara memutar baling-baling atau propeler yang
dihubungkan pipa berongga (hollow
shaft) ke motor. Elektromotor yang berputar selanjutnya memutar propeler
dan poros berongga dengan kecepatan tinggi sehingga menghasilkan suasana vakum
di daerah depan propeler. Suasana vakum tersebut mengakibatkan tertariknya
udara di permukaan ke dalam air melalui air intake port, mengalir dalam pipa berongga, dan selanjutnya
dihembuskan lewat lubang pipa.
Secara
prinsip, aerator ini termasuk dalam jenis aerasi diffuser aerator, yang memasukkan udara atau oksigen ke dalam
badan air dalam bentuk gelembung. Selanjutnya, oksigen dalam gelembung
ditransfer ke dalam air dalam bentuk oksigen terlarut. Ukuran gelembung dan
lama waktu gelembung di dalam air berpengaruhpada efektivitas laju transfer
oksigen.
Semakin
kecil atau halus ukuran gelembung semakin memudahkan larutnya oksigen dalam
air. Penempatan diffuser sebagai
pemecah aliran udara sangat menentukan. Semakin kecil ukuran lubang diffuser, semakin halus gelembung
yang dihasilkan.
Kecepatan
hembusan udara juga ikut mempengaruhi ukuran gelembung. Semakin cepat aliran
udara, tekanan air yang menghambat juga semakin besar. Dengan begitu, aliran
udara menjadi memencar dan membentuk aliran yang lebih tipis dan ukuran
gelembung yang lebih halus. Hal ini bisa dibayangkan seperti pada aliran air
dalam selang semprot yang ditahan oleh ibu jari. Semakin cepat aliran air, air
yang memecah pun semakin banyak.
Untuk
kepentingan aerasi kolam atau tambak, saat ini telah beredar Turbo Jet Aerator
dengan merk tertentu yang bisa dioperasikan selama 24 jam. Konsumsi energi yang
dibutuhkan yaitu 1 HP; 0,75 KW; dan 1,7 A. Sementara power supply yang dibutuhkan 380
V, 3 phase, dan 500 Hz. Tipe ini mampu menyuplai oksigen untuk 7—15 meter kubik
air dengan transfer oksigen sebesar 1,82 kg oksigen per jam.
Sama
seperti kincir, penempatan Jet Aerator juga perlu diperhatikan menurut arah
pergerakan air yang dihasilkan. Dengan begitu, pergerakan kotoran di dasar
tambak bisa diarahkan ke saluran pembuangan.
Sumber :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar