Evaluasi Kinerja nanobubble Generator dalam Peningkatan Oksigen Terlarut (Dissolved Oxygen).

Abstract

Selama dekade terakhir nanobubble telah menjadi pusat perhatian karena aplikasi di banyak bidang, seperti pengolahan air limbah, budidaya perikanan, nano material, pengolahan makanan, industri pertambangan, dan teknik biomedis. Nanobubbles merupakan gelembung gas udara berukuran kurang dari 200 nm. Ukuran partikelnya yang sangat kecil menghasilkan karakteristik berupa area permukaan yang besar, kecepatan naik rendah, efisiensi transfer massa tinggi, dan laju disolusi gas tinggi. Penggunaan nanobubble mulai berkembang di Indonesia, sehingga standardisasi nanobubble menjadi informasi penting. Parameter seperti jenis gas, laju alir gas, ukuran diameter gelembung, dan kestabilan menjadi informasi penting dalam penerapan nanobubble di bidang industri, budidaya perikanan, pengolahan limbah, pertanian, dan bidang lainnya. Identifikasi dan evaluasi kinerja mesin nanobubble diperlukan untuk standar kinerja mesin nanobubble. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi kinerja mesin nanobubble dalam penggunaan gas, laju alir, ukuran partikel gelembung, pengukuran nilai transfer gas (KLa), kestabilan DO, dan memberikan usulan aplikasi dan konsumsi energi mesin nanobubble. Penelitian dilakukan menggunakan mesin nanobubble 220 V, 3,5 A yang disirkulasikan pada tangki 1 m3 dengan laju alir antara 0,1-0,8 L/m3 menit dan menggunakan udara dan gas oksigen murni. Hasil penelitian menunjukkan oksigen dipilih sebagai gas input untuk mesin nanobubble. Aerator menghasilkan nilai DO 8,38 mg/L, sementara mesin nanobubble menghasilkan DO tiga kali lebih besar hingga mencapai 28,7 mg/L. Nilai DO tertinggi diperoleh dari laju alir 0,2 dan 0.4 L/m3min, yaitu berturut-turut sebesar 21,48 dan 26,11 mg/L. Ukuran Partikel gelembung nanobubble berada kisaran 70-100 nm. Semakin lama waktu yang digunakan untuk melakukan proses aerasi maka konsentrasi DO akan meningkat secara signifikan. Penggunaan gas oksigen 0,2-0,4 L/m3menit dapat menghasilkan nilai koefisien transfer gas KLa tertinggi yaitu 1,428/jam dan 1,656/jam. Gelembung nanobubble dikategorikan sebagai stabil pada level sedang pada zeta potensial sebesar -26mV. Diperlukan energi sebesar 10,5 kW/hari untuk mempertahankan DO pada tingkat 13-21 mg/L dalam satu m3 air. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi acuan untuk pembuatan Standar Nasional Indonesia (SNI) dan mengevaluasi kinerja nanobubble generator, terutama terkait dengan jenis gas, laju alir, ukuran partikel, nilai transfer gas (kLa), kestabilan DO, dan konsumsi energi. Penelitian lanjutan diperlukan dengan skala yang lebih besar pada aplikasi lapangan yang lebih luas.