Pemuliaan Air Limbah:
Secara
fisika
Air limbah yang berasal dari budidaya secara intensif pasti tercemar oleh berbagai produk sampingan yang digunakan pada proses budidayanya, meski telah dilakukan berbagai strategi untuk meminimalkan limbah di dalam kolam. Jika air dari out put akan digunakan kembali atau untuk mengurangi dampak di perairan di sekitarnya, pencemaran ini harus dikurangi ke tingkat yang dapat ditolerir. Pencemaran ini dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
1. Zat padat
- limbah pakan
- feses,ikan
atau plankton yang mati, sisik,
lendir, dll
2. zat terlarut
- senyawa
organik
- limbah metabolik, yaitu amoniak. CO2
- obat-obatan dan bahan kimia
lainnya.
3. Pathogen.
Selain itu, oksigen akan
berkurang karena digunakan untuk respirasi.
Perbaikan limbah dapat
dilakukan secara fisika atau biologi, atau kombinasi
dari keduanya. Perbaikan
limbah secara fisika akan dibahas dalam bab
ini, sedangkan secara biologi akan
dibahas dalam Bab 6.
5.1 Pembersihan
partikel padatan
Padatan
secara konvensional dihilangkan melalui
proses penyaringan fisika atau pengendapan, atau kombinasi dari kedua proses
tersebut (Cripps dan Kelly, 1996).
5.1.1 Penyaringan
Limbah
padat dari sistem budidaya merupakan partikel yang relatif kecil yang mudah rusak,
untuk itu biasanya
digunakan microscreens untuk menyaringnya. Tiga lapisan filter yang digunakan dalam akuakultur
antara lain :
•
penyaring drum berputar
•
lapisan yang berputar
•
lapisan yang tetap
Semua filter ini pada
prinsipnya mempunyai cara kerja yang sama.Filter-filter ini
biasanya memiliki mata jarring 60 mikron untuk
limbah perikanan, untuk
menyaring partikel padat, seperti limbah
pakan,feses ikan pada buangan air. Ukuran
mata jaring yang kecil menyebabkan filter cepat tersumbat, dan dibutuhkan mekanisme
untuk membersihkannya, sehingga filter tersebut terus bekerja dengan baik (Lawson, 1995). Studi
kasus pada 5.1 dan 5.2 menggambarkan cara
kerja filter, dan manfaatnya
untuk memindahkan padatan.
Studi Kasus 5.1: Saringan Berputar Yang Unik
Bergheim et al. (1993) mempelajari pembersihan zat
padat dari pantai
berdasarkan pertumbuhan ikan salmon dengan menggunakan saringan berputar yang unik dan sistem pengendalian
pengaliran lumpur.
Sistem pengendalian pengaliran lumpur ini terdiri dari minifilter
microscreen dan unit
sedimentasi. Komposisi pakan ikan komersial terdiri
dari :
•
bahan kering Total:
900 g/kg
•
Total nitrogen (Kjeldhal-N 60-70 g/kg
•
Total fosfor: 10-11
g/kg
•
Energi yang termetabolis: 17-18
MJ /kg
FCR rata-rata selama percobaan yaitu 1,2
kg pakan per kg
berat tubuh. Desain
filter diilustrasikan pada Gambar 5.1. Dua lubang
lapisan filter melingkar ditempatkan dalam saluran air limbah, salah satu filter
kasar dengan mata jaring (150 mikron ) dan satu filter
yang halus (dengan
mata jaring 60 mikron
). Padatan akan menyumbat jaring
filter sehingga aliran air berkurang. Untuk mengatasi masalah ini,
maka setiap lapisan filter dibuat berputar perlahan, dan dicuci dengan jet
pump. Air pencucian dikumpulkan melalui bak
dan dipindahkan ke bak pengendapan.
Untuk mengetahui
tingkat efisiensi filter yang digunakan variabel
kualitas air kemudian diukur, partikel yang mendominasi seperti bahan kering ditangguhkan (SDM)
sedangkan
total fosfor menunjukkan variasi yang terbesar (Tabel 5.1). Dari zat terlarut, 25-50% dari fosfor reaktif larut (SRP) telah dibersihkan
oleh filter, sedangkan tidak ada nitrogen amoniak total yang dibersihkan. Para
penulis percaya bahwa SRP mungkin
dibersihkan oleh penyerapan ke sejumlah besar partikel pada lapisan filter.
Penelitian
lain menunjukkan bahwa microsieves secara umum memiliki efisiensi pembersihan
yang relatif rendah padatan. Saat ini berada pada konsentrasi yang relatif rendah dalam air limbah (2-5 mg
SDM per liter sebelum perlakuan) (Bergheim et al,
1993)
Gambar5.1. saringan berputar yang unik. (Dari Bergheim
et al. 1993.)
Pada
konsentrasi padatan yang lebih tinggi, biasanya selama operasi
pembersihan dikolam pendederan ikan, dimana penggunaan obat obatan
ditingkatkan sehingga SDM dan
P total meningkat 80-100%. Para
penulis mengklaim
dalam penelitian ini bahwa efisiensi pembersihan
saringan berputar yang unik pada microscreen
memperlihatkan efisiensi pembersihannnya yang lebih besar, namun data tersebut sangat bervariasi
dan disajikan tanpa analisis statistik sehingga tidak
bisa digunakan untuk menarik
kesimpulan akhir.
Cripps
dan Kelly (1996) mengutip sebuah studi (di Norwegia) dengan Ulgenes yang
mengindikasikan kisaran luas perawatan yang sama efisiensinya dengan microscreen
filter yang unik yang dijelaskan di
atas.
Tabel 5.1 Efisiensi Perbaikan Air Limbah dengan Microsieves “Unik “(150 mikron dan 60 mikron) untuk Pantai Atlantik (Bergheirn
et al., 1993)
Variabel Kualitas air Perlakuan yang efisien %
Rata-rata Rentang
|
Bahan
Kering
68 19-91
Total pospor
63
47-84
Total Nitrogen 17 7-32
Total nitrogen ammonia 0
<0-5 o:p="o:p">0-5>
|
Studi Kasus .5.2. Filter Segita
Filter
segitiga mempunyai ukuran mata jaring
tertentu dan dibuat miring dengan cekungan yang dangkal. Kadangkala air melewati bagian bawah filter dan pemutaran menggunakan
jet pump dengan tekanan
tinggi untuk mendorong padatan. ( Gambar 5.2
) .
Makinen et al. (1988) menguji efektivitas filter segitiga 2400 untuk menghilangkan
padatan dari air limbah perikanan.
Lapisan filter memiliki
ukuran mata jaring 65 mikron. Pada suatu kolam air limbah budidaya salmon di Finlandia menggunakan pembersihan dengan sistem sirkulasi. Para
penulis menemukan
pengurangan fosfor (TP sebagai
orto fosfat) yang terpampat pada rata-rata 78 %,.
Filter-filter ini memenuhi
syarat metodologis, yang
menyatakan bahwa mampu melakukan penghapusan fosfor antara 40 hingga
80% .
5.1.2 Konsentrasi padatan
Banyak percobaan telah dilakukan untuk menguji efisiensi desain filter untuk pengolahan
air limbah budidaya. Hasilnya
sangat bervariasi. Hal
ini digambarkan pada Tabel 5.1, dimana bahan kering yang tersuspensi berkisar 19 –
91 %. Hal
ini mencerminkan dua sifat air limbah budidaya ; yaitu:
Gambar
5.2. Elemen dasar dari filter segitiga(Makinen et al.1998)
•
proporsi
endapan yang tinggi yang
terdiri dari berbagai jenis
partikel;
•
kondisi
endapan di pengaruhi kegiatan operasional seperti pemberian makan dan pembersihan bak/kolam.
Filter segitiga lebih efisien pada padatan dengan beban yang
lebih tinggi,dan sebelum terbentuk padatan maka
dianjurkan untuk mengalirkan air limbah. Saat
ini ,tersedia konsentrator padatan yang dapat dipasang pada bagian outlet kolam; dan
pada bagian luar kolam,air dialirkan
ke bak pengendapan . Atau dapat digunakan pengaduk –konsentrator atau hidroklon. Lumpur pada aliran air dapat diperbaiki dengan menggunakan sebuah alat penyaring mikro, kemudian air bisa dikembalikan ke inlet. Jadi pengolahan air limbah dengan sistem air mengalir seperti di
bagian hilir, seperti
kolam pengendapan , atau perairan penerimanya sangat mengurangi muatan padatan. Dengan
demikian biaya perbaikan air limbah dapat berkurang ; ukuran filter yang diperlukan sebanding dengan
tingkat aliran air bukan muatan zat padat.
5.2 PENGENDAPAN
Budidaya ikan intensif biasanya menggunakan kolam pengendapan sebagai
metode perbaikan air limbahnya. Biasanya,desain
utamanya adalah mengendapkan partikel dalam waktu yang relatif cepat, hal
ini merupakan penyederhanaan dari
proses yang rumit. Unit pengendapan juga merupakan komponen yang penting dari sistem daur ulang air. Tampaknya sangat sederhana, tetapi desain dan manajemen yang tepat membutuhkan
beberapa pengetahuan
secara teoritis.
Aliran air
memiliki tingkat energi tertentu. Semakin cepat aliran air, semakin banyak energi yang dihasilkan. Aliran
sungai yang deras akan menghasilkan resirkulasi air yang lebih cepat dibanding
aliran yang lambat. Partikel padatan di dalam air ditindak lanjuti oleh dua kekuatan yang berlawanan: gravitasi dan
energi di dalam air.
Partikel padatan yang lebih berat, akan semakin besar gaya gravitasinya dan semakin cepat tenggelam. Selain itu,
partikel dengan densitas yang sama
pada permukaan air yang luas, akan
memiliki rasio yang lebih kecil. Karena gaya yang diberikan oleh air terhadap partikel tergantung pada rasio ini,maka partikel-partikel yang lebih kecil atau lembut akan tersuspensi dalam
waktu yang lebih lama.
Dalam
prakteknya, dapat digambarkan dengan mempertimbangkan sebuah partikel
padat di dalam aliran air limbah dimana kecepatan air secara bertahap menurun
karena lebar saluran meningkat. Munculnya gaya air yang bekerja pada partikel menyebabkan berkurangnya gaya gravitasi yang bekerja pada partikel tersebut. Pada saat itu partikel akan mulai tenggelam,dan akan mengalir
ke bagian hilir, tetapi pada
akhirnya akan tenggelam. Lebih tepatnya, sebuah partikel tertentu dengan jumlah tertentu
akan memiliki sebuah karakter pengaturan
dan laju air yang konstan. Hal ini dapat
dinyatakan secara matematis (lihat Kotak 5.1).
Dalam mendesain unit pengendapan yaitu dengan membuat saluran sejauh jarak yang dibutuhkan partikel
untuk mengendap,atau
menentukan unit pengendapan yang terpendek. Pada umunya budidaya
intensif yang berkelanjutan membuang
volume air yang besar dan setiap substansinya terbuang melalui danau atau kolam
yang dangkal dengan kecepatan yang tinggi. Untuk mengurangi kecepatan alirannya yang sangat tinggi maka padatan harus diendapkan dengan
bantuan gaya ,sehingga
perlu ditingkatkan
kedalaman kolamnya, area permukaan, atau
keduanya, sehingga dapat memperpanjang waktu. Masalah peningkatan kedalaman
akan memperpanjang waktu, oleh karena itu partikel sebaiknya diendapkan hingga air meluap
dari unit pengendapan. Namun,
jika luas permukaan kolam diperbesar (menambah panjang atau lebar, atau
keduanya) waktu
pengendapan akan lebih
pendek seiring laju aliran air, dan pembersihan padatan
lebih besar.
Dengan
demikian,desain memperluas permukaan kolam endapan merupakan dimensi yang kritis (kedalaman juga
merupakan faktor penting, tetapi
hanya dalam batas tertentu). Tidak
akan dicapai jika kolam dibuat dangkal (untuk mengurangi panjangnya saluran pengendapan) yang
menyebabkan kecepatan aliran terlalu tinggi. Kedalaman kolam dapat dimanipulasi untuk meningkatkan
efisiensi penyisihan padatan, terutama kolam yang lebih kecil,agar partikel lebih cepat
tenggelam. Dengan
percobaan ini mungkin
dapat menentukan
kecepatan pengendapan padatan air limbah budidaya.
Hal ini
bukan satu-satunya gambaran tetapi merupakan selisih nilai dan jangkauannya akan berbeda pada setiap situasi. Terdapat perbedaan
pada kecepatan tenggelamnya partikel, jarak vertikal pada saluran pada
suatu kolam sedimentasi dengan dimensi dapat dihitung. Dibanding menambah dimensi kolam untuk memastikan
partikel mengendap (dengan asumsi hal
ini perlu
dilakukan), kedalaman
efektif kolam dapat dikurangi
tanpa mengubah karakteristik aliran air. Hal ini dapat dilakukan dengan membuat saluran air secara horizontal di permukaan dasar kolam, jarak antara saluran
dasar kolam tidak ada sehingga ideal untuk
partikel terkecil di
dalam air limbah.
KOTAK 5.1
TEORI PENGENDAPAN
Kolam
pengendapan yang
ideal tergantung
pada aliran yang terus menerus dan jarak atar partikel memiliki karakteristik sebagai berikut (Tebbut,1992):
•
kondisi di kolam pengendapan yang tenang:
•
debit air di kolam pengendapan yang sama;
•
aliran air mempunyai konsentrasi padatan yang sama pada saat memasuki
kolam pengendapan
•
padatan yang terdiri dari lumpur tidak saling berikatan
Dengan
menggunakan asumsi ini efisiensi operasional (% pembersihan partikel dengan waktu yang dibutuhkan) dapat dijelaskan. Partikel
yang terpisah pada waktu tertentu adalah v0 dan endapan yang masuk
kedalam lumpur saat mencapai bagian akhir kolam pengendapan , jatuh pada
kedalaman h0 waktu retensi dengan rumus:
V0=h0/t0
t0 = V / Q
Keterangan:
V = volume
Q =
debit air
V0=(h0 x Q) /V= (h0
x Q )/ ( A x h0)
|
Keterangan : A = Luas Permukaan kolam atau
V0 = Q/A
Q / A adalah volume maksimum kolam oleh
karena itu, pembersihan partikel padatan tergantung pada volume maksimum
kolam, bukan pada kedalaman kolam (Henderson dan Bromage, 1988: Tebbut,
1992).Kolam pengendapan yang ideal adalah kolam yang mapu mengendapkan
partikel padatan pada waktu yang tercepat (v0) pada
debit air atau kecepatan aliran air (Q) didefinisikan melalui permukaan yang luas.
Hubungan ini tidak berlaku untuk partikel
padatan yang membentuk flok.Di sini, semakin dalam kolam, semakin besar
kemungkinan penumpukan padatan flok yang lebih besar akan mengendap lebih
cepat dibandingkan yang kecil, sehingga air lebih bersih dari padatan. Dengan
tidak adanya informasi yang lebih lanjut maka lebih baik mengasumsikan
padatan di dalam air limbah jangan sampai membentuk flok
Pada kondisi normal dimana sebuah kolam dengan perlakuan
pemberian pakan maka limbahnya akan mengandung partikel dengan berbagai
ukuran. Adalah mungkin untuk
menentukan tingkat penyisihan partikel secara keseluruhan dengan cara
berikutnya. Kolam pengendapan yang ideal dirancang untuk membersihkan
semua partikel padatan dengan kecepatan pengendapan ≥ v0.Partikel
dengan kecepatan pengendapan vs < v0
hanya akan dibersihkan jika memasuki kolam dengan kedalaman tidak lebih besar
dari h, dimana h =v2t0. Dengan demikian proporsi
partikel dengan vs < v0 yang
akan dibersihkan dinyatakan dengan vs / v0
(Tebbut, 1992).
Kecepatan pengendapan dapat dihitung berdasarkan hukum
Stoke, dimana diameter partikel,mempunyai berat jenis, dan viskositas air
yang spesipik (Lawson, 1995). alternatifnya diperkiraan kecepatan
pengendapan dapat digunakan untuk mendesain kolam pengendapan (secara metodologi Chen et
al, 1993b: Cripps, 1994).
|
Dengan demikian efisiensi pembersihan padatan dikolam
dimaksimalkan. Sulit untuk membersihkan akumulasi padatan secara horizontal di kolam sehingga dilakukan pembersihan pada plat
atauvolume kolam.Padatan yang diendapkan dan jatuh kebawah
cenderung untuk dikumpulkan dalam bak penampungan.Harus dirancang agar pembersihan padatan pada air limbah dapatdilakukan tanpa mengosongkan
air kolam.
Dalam prakteknya,pembersihan
padatan bukanlah hal yang
sederhana. Sebuah proporsi yang signifikan terdapat pada padatan dalam air limbah budidaya dengan partikel yang
hampir sama densitasnya begitu juga kecepatan aliran airnya sangat lambat. Fasilitas yang sangat besar (laminar) dengan karakteristik aliran air dan tanpa adanya turbulensi diperlukan untuk memastikan pembersihan mereka. Kondisi
ini dapat dicapai pada unit kecil dengan sistem resirkulasi dengan menggunakan plat-plat lamella berbentuk silinder atau tabung.Unit ini tidak realistis untuk mengharapkan pembersihan partikel padatan yang terkecil secara
efektif. Henderson
dan Bromage, (1998) , dalam
sebuah studi terhadap
16 pembudidaya ikan
air tawar di Inggris, menyimpulkan bahwa kolam sedimentasi tidak mungkin dapat mencapai pengurangan padatan tersuspensi di bawah 6 mg/l. Hal ini disebabkan oleh turbulensi zat padat atau cair pada permukaan.
5.2.1. Masalah masalah pada kolam pengendapan
Dalam kolam pengendapan secara teoritis situasi yang
sebenarnya terjadi jauh dari yang diharapan . Hubungan
aliran air yang pendek sering menjadi
masalah. Ini terjadi karena bentuk kolam, dimana air relatif stagnan sementara di tempat yang lain air mengalir
lebih cepat melalui : kecepatan alirannya mungkin
lebih tinggi dari spesifikasi desain di daerah yang sama, dan lebih rendah dari yang
dibutuhkan pada
yang lain. Yang
satu tidak
mengimbangi yang
lain, karena sebagian besar aliran akan melewati sirkuit
pendek. Mungkin ada faktor lain yang mengakibatkan pola aliran melewati kolam, dan akibatnya efisiensi pengendapan. Mungkin
ada yang
disebabkan kepadatan arus, atau
stratifikasi suhu, atau pencampuran
udara .Hambatan
di kolam
seperti rumpun tanaman, juga
akan mempengaruhi pola
aliran,dan mengarah pada optimalnya aliran.Tujuan
utama faktor
tersebut adalah:
- Untuk mengurangi waktu tinggal partikel padatan dalam kolam
- Untuk meningkatkan kecepatan aliran ke tingkat dimana partikel
padatan
mungkin
di endapkan.
Oleh
karena itu,dengan prediksi teositis jarang ditemukan
kolam pengendapan dengan perbedaan yang sangat luas dalam efisiensi pembersihan
partikel padatan. Aturan praktis yang menentukan waktu tinggal hanya
(tidak kolam dimensi) bernilai
kecil. Dalam
kasus terburuk pemuatan padatan bahkan dapat ditingkatkan dalam kolam pengendapan, karena resuspensi zat padat dapat diendapkan.Selain itu, konsentrasi padatan organik di kolam dapat mengerahkan kebutuhan oksigen yang tinggi, sehingga mengurangi konsentrasi oksigen terlarut dalam limbah.
Suspensi
dari populasi bakteri mungkin tinggi dan secara signifikan dapat meningkatkan BOD di perairan dan berakibat
pada populasi mikroba alam. Penyedotan yang sering sangat penting.
Penggunaan bahan kimia untuk meningkatkan flok pada unit pengendapan
tidak dilakukan dalam perlakuan air limbah akuakultur.
5.2.2 Rekomendasi untuk desain kolam pengendapan dan penggunaannya
Dalam sebuah studi Henderson dan Bromage (1988) menemukan bahwa kolam pengendapan sebagian besar bervariasi dalam partikel tersebut oleh kecepatan rata-rata fluida dalam kolam. Mereka
menyarankan pengendapan yang
dapat dioptimalkan dengan memastikan bahwa kecepatan fluida kurang dari 4 m min-1, dan sebaiknya kurang dari 1 min-1.
Temuan mereka berbeda dengan kolam teori
pengendapan klasik pada kecepatan
rata-rata fluida (panjang waktu tinggal) merupakan fungsi kedalaman kolam serta laju aliran volumetric(Q) dan luas permukaan kolam (A). Ini mungkin merupakan refleksi dari
kompleksitas proses yang
lebih besar dapat
ditemukan dalam
model teoritis. Ini juga merupakan refleksi dari menjauhkan antara pertimbangan daerah dengan kinerja lainnya (biaya, ruang dll) yang harus sering dilakukan pada praktek.
Ia akan muncul kemudian pada parameter lain dalam desain kolam pengendapan , seperti inklusi sekat, penggunaan rasio panjang lebar, dan aturan praktis waktu tinggal
(Henderson dan Bromage 1988.), mengemukakan
bahwa nilai yang menghasilkan kecepatan rata-rata
fluida yang melalui kolam.
5.3 HYDROCLONES
Istilah hydroclone ini adalah perangkat pemisahan padatan yang merupakan pemisahan padatan oleh generasi arus putar: padatan dipisahkan lebih cepat dibandingkan dengan pemisahan gravimetric (pengendapan) saja (Lawson. 1995).
Istilah hydroclone ini adalah perangkat pemisahan padatan yang merupakan pemisahan padatan oleh generasi arus putar: padatan dipisahkan lebih cepat dibandingkan dengan pemisahan gravimetric (pengendapan) saja (Lawson. 1995).
Hydroclones pada umumnya berbentuk kerucut atau silinder (Gambar 5.3). Air
masuk seperti
garis singgung, sehingga menghasilkan aliran rotasi. Hal
ini memberikan
gaya sentrifugal pada partikel padatan dalam air limbah (Wheaton. 1977). Daerah
bertekanan rendah - pusaran dibuat di tengah unit yang menarik air diklarifikasi melalui limpahan pusat; padatan keluar dan pindah ke dinding unit, kemudian mengalir ke bawah. Semakin besar kepadatan partikel, kecepatan rotasi yang
diperlukan untuk menghasilkan gaya
sentrifugal yang
diperlukan untuk mencapai
pemisahan padatan
akan berkurang . Bagian berbentuk kerucut membantu untuk mengarahkan partikel padatan ke stop kontak penghapusan lumpur di unit dasar 5sampai 10% dari total aliran
mengalir melalui hydroclone digambar pada padatan dan sebagian besar ini dapat
dikembalikan ke sistem dengan pengaliran lumpur.
|
|
Gambar 5.3Hydroklon atau pembilasan air (a) rencana tampilan (B) limpahan.
F0 merupakan limpahan air bersih; Fu
merupakan aliran limbah, dengan
sebuah konsentrasi padatan
tinggi
Hydroklon tidak memiliki
fitur yang penting dalam system budidaya. Hidroklones diperkenalkan
kepada industry
budidaya di Denmark pada awal 1980-an( Gambar 5.4) sebagai
alternative yang efisien untuk kolam pengendapan . Percobaan ini menunjukkan bahwa pusaran-konsentrator (karena ini desain tertentu digambarkan) berdiameter 9 m (61m2 pada kolam) dapat mencapai penghapusan padatan yang sebanding
dengan kolam
pengendapan dengan luas 500 m2 (Warrer-Hansen. 1982).
Seperti pada kolam sedimentasi, pusaran konsentrator tidak dapat mencapai tingkat penghapusan padatan yang tinggi dan sangat halus. Pusaran
konsentrator memiliki kepadatan yang sangat mirip
dengan air, dan ini tidak mungkin untuk menghasilkan gaya sentrifugal yang cukup
untuk memisahkan
padatan. Hydroklon juga telah diinstal sebagai pre-filter,unit biofilter,
pada system resirkulasi (Scott dan Allard, 1983). Hydroklon membutuhkan tempat yang jauh lebih sedikit dan dapat sesuai dengan
kemampuan dari kolam
pengendapan konvensional.
pengapungan
Gambar 5.4 konsentrator
pusaran : a.inlet ,; b.deflektor, c, limpahan
dari limbah ; d. outlet untuk pemisahan padatan . (Dari Warren-Hansen, 1982)
Pengapungan juga dikenal sebagai fraksinasi busa (Chen et al, 1993), merupakan suatu proses
dimana partikel
kepadatan rendah dan molekul organic terlarut masuk kedalam aliran gelembung udara dan di konsentrasikan pada permukaan busa, yang
dibersihkan pada pengapungan adalah
pemisahan air (Gambar 5.5) (Lewis. 1980).. Proses
ini akan dikenal oleh penggemar ikan sebagai penyaringan protein, namun proses ini digunakan
dalam akuarium terutama untuk menghilangkan zat organik terlarut.
Selain fungsi ini, flotasi juga bisa sangat efektif dalam penghapusan partikel kecil, dan lambat tenggelam, yang sulit untuk dibersihkan oleh pengendapan dan penyaringan. Meskipun meningkatnya penggunaan dari flotasi dalam pengolahan limbah kota, aplikasi
ini untuk perlakuan limbah budidaya tidak terlalu luas.
Unit Flotasi yang ideal untuk
dimasukkan ke dalam sistem perlakuan air budidaya. Aerasi sering digunakan, terutama dalam sistem resirkulasi,untuk ikan dan respirasi biofilter dan juga untuk penguraian zat
kimia (amonia dan CO2) terutama di unit resirkulasi. Selain itu, flotasi membersihkan surfaktan seperti lumut atau buih dipermukaan air yang dapat mengurangi tingkat transfer oksigen. Ini sangat lazim dengan minyak, pengurangan energi tinggi.Sebuah
kolam gelembung juga dapat berguna untuk transfer air sebagai pompa aliran air.
Flotasi adalah transfer dari padatan
dari cairan tubuh ke permukaan melalui kecepatan dari alat
pelengkap gelembung (Lewis, 1980). Ini
merupakan proses pemisahan gravitasi yang
dilengkapi dengan pemisahan gelembung gas ke padat.
Gambar 5.5 unit flotasi (tingkat air). (Dari Lawson, 1995).
Partikel dengan kerapatan rendah mengalir ke bahwa air, sehingga gelembung menggumpal dan mengapung ke permukaan.Alat pelengkap dari partikel gelembung
tergantung pada sifat aktif
permukaan partikel. Dengan
demikian protein dengan porsi hidrofobik
tertarik permukaan,air dari gelembung udara di kolam flotasi,dan terkonsentrasi untuk
menghasilkan busa. Protein Non-surfaktan tidak ditarik dengan cara
ini., dan karena itu tidak dihapus dari air budaya oleh proses ini.
Variabel utama dalam pelaksanaan unit flotasi adalah (Wekkset al, 1992; Chen etal 1993a, Lewis1980):
- ukuran gelembung gas (semakin kecil ukuran gelembung, semakin efisien unit untuk menghilangkan partikel);
- kedalaman (menentukan waktu kontak antara gelembung dan kolom air, dande mikian pengaruh tingkat penghapusan partikel ):
- laju aliran
gas (mempengaruhi laju penyisihan dan limpahan busa yang tinggi ):
- laju aliran air (mempengaruhi waktu kontak);
- limpahan busa yang tinggi (menentukan konsentrasi partikel dalam busa kondensat dan suatu fungsi dari laju aliran gas dan desain dari perangkat busa.
Udara dalam keadaan
normal digunakan sebagai gas. Ada beberapa perbedaan
tipe dari proses flotasi dan ditandai dengan metode yang digunakan untuk menghasilkan gelembung
udara. Electroflotasi didasarkan pada produksi
gelembung halus hydrogen dan oksigen dengan melewatkan arus langsung antara dua elektroda yang terendam.Pertimbangan biaya pembuatan aplikasi teknik untuk budidaya tidak mungkin.
5.4.1 pengapungan udara terdispersi
Ada dua jenis sistem pengapungan udara tersebar yang digunakan (Lewis. 1980). Pada
pengapungan busa, udara dimasukkan ke ruang pengapungan melalui diffuser (terbuat dari bahan keramik atau plastik berpori). Ini adalah metode yang sederhana, namun gelembung udara yang
dihasilkan sangat besar
(berdiameter
> 1 mm) dan sistem kurang efektif
karena untuk menghilangkan padatan
pengapungan buih
memerlukan penggunaan impeller berputar yang cepat untuk menghasilkan gelembung dari aliran masuk`. Gaya
geser yang
tinggi terlibat
dalam memimpin metode sehingga break-up partikel padat halus dan jadi tidak cocok dengan perlakuan limbah akuakultur.
5.4.2
pengapungan udara terlarut
Pada pengapungan udaraterlarut, gelembung udara tidak dimasukkan kedalam air,tetapi terbentuk dalam air oleh penurunan tekanan air jenuh dengan gelembung udara jadi dirilis sangat kecil - biasanya 20-100µm (Lewis 1980) .
Sistem mikro
flotasi untuk
limbah
perikanan memerlukan
tekanan.
(a). pengapungan Micro
Dalam sistem ini air limbah yang diaerasi diturunkan pada suatu poros berbentuk U sekitar kedalam10 m. Seperti air mengalir kebawah poros untuk meningkatkan tekanan hidrostatik, memungkinkan peningkatan jumlah udara terlarut di dalam air. Ketika air naik ke poros lain dari U, tekanan hidrostatik berkurang dan titik tekanan jenuh jatuh, dan
udara berevolusi dari air sebagai gelembung sangat halus. Jumlah udara yang tersedia untuk
memisahkan dibatasi oleh kedalaman poros.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar