OPTIMASI EFISIENSI TRANSFER OKSIGEN PADA AIR LIMPASAN GREEN ROOF MELALUI KOMBINASI FILTRASI DAN TEKNOLOGI ULTRAFINE BUBBLE

Abstract

Air limpasan green roof berpotensi dimanfaatkan kembali, namun kualitasnya masih memerlukan pengolahan, terutama untuk meningkatkan kadar oksigen terlarut. Penelitian ini bertujuan menganalisis efektivitas filtrasi menggunakan pasir silika, karbon aktif, dan kerikil sebagai pre-treatment, mengevaluasi peningkatan DO selama aerasi menggunakan teknologi ultrafine bubble (UFB), serta mengembangkan model dinamika DO berdasarkan parameter koefisien transfer oksigen volumetrik (kLa) dan konstanta deoksigenasi (kd). Penelitian dilakukan pada media tanpa vegetasi dan vegetasi krokot mawar dengan perlakuan filtrasi dan non-filtrasi pada durasi aerasi 30 dan 45 menit. Hasil penelitian menunjukkan bahwa filtrasi menurunkan nilai Total Dissolved Solids (TDS) sebesar 16,4–17,4% dan meningkatkan DO maksimum hingga 13,0 mg/L. Model yang dikembangkan memiliki akurasi yang baik dengan nilai R² sebesar 0,794–0,998 dan RMSE sebesar 0,089–0,730 mg/L. Analisis sensitivitas menunjukkan bahwa parameter C* paling memengaruhi hasil prediksi model. Berdasarkan hasil pemodelan, kombinasi filtrasi, vegetasi krokot mawar, dan aerasi selama 30 menit merupakan kondisi operasi yang paling efektif untuk meningkatkan kualitas air limpasan green roof.

Green roof runoff has the potential to be reused as an alternative water source; however, its quality still requires treatment, particularly to improve dissolved oxygen (DO) concentration. This study aimed to evaluate the effectiveness of silica sand, activated carbon, and gravel filtration as a pre-treatment process, assess DO enhancement using ultrafine bubble (UFB) aeration, and develop a dynamic oxygen model based on the volumetric oxygen transfer coefficient (kLa) and deoxygenation coefficient (kd). Experiments were conducted using unvegetated and Portulaca grandiflora media under filtered and non-filtered conditions with aeration durations of 30 and 45 minutes. Filtration reduced Total Dissolved Solids (TDS) by 16.4–17.4% and increased the maximum DO concentration to 13.0 mg/L. The developed model showed good predictive performance with R² values of 0.794– 0.998 and RMSE values of 0.089–0.730 mg/L. Sensitivity analysis identified C* as the most influential model parameter. The optimal operating condition was filtration combined with Portulaca grandiflora vegetation and 30-minute aeration.