Optimization of Gas Transfer Coefficient Based Time Variation with Technology Ultrafine Bubble in Runoff Water Green Roof

Abstract

The green roof system is a building roofing system utilized as an open green space to increase capacity of runoff water, which can be reused for non-potable water. The challenge in this system is the management of water quality, such as dissolved oxygen, through aeration using ultrafine bubble technology. This research aims to optimize the oxygen transfer process in green roof runoff water systems using ultrafine bubble technology through several treatments to increase dissolved oxygen levels. The methodology employed includes the development of a mathematical model to predict the oxygen transfer rate (OTR) under varying time durations and different injection treatments. The research results indicate that aeration with a 45 min duration using pure oxygen injection yields more stable and efficient results compared to 30 min and 60 min durations with ambient oxygen injection and pure oxygen + NPK, which caused a decrease in efficiency. The developed mathematical model predicts the oxygen transfer rate, especially under lower aeration conditions, and optimizes the time duration to enhance the overall system efficiency.

Sistem green roof merupakan sistem atap bangunan yang dimanfaatkan sebagai ruang terbuka hijau untuk meningkatkan kapasitas penampuangan air limpasan yang dapat dimanfaatkan kembali untuk air kebutuhan salinitas. Tantangan utama dalam sistem ini adalah pengaturan kualitas air seperti oksigen terlarut dengan aerasi teknologi ultrafine bubble. Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan proses transfer oksigen pada air limpasan green roof menggunakan teknologi ultrafine bubble dengan beberapa perlakuan untuk meningkatkan kadar oksigen yang terlarut. Metodologi yang digunakan meliputi pengembangan model matematis untuk memprediksi laju transfer oksigen (OTR) pada variasi durasi waktu serta perlakuan injeksi berbeda. Hasil penelitian menunjukkan aerasi durasi waktu 45 menit dengan injeksi oksigen murni memberikan hasil yang lebih stabil dan efisien dibandingkan aerasi durasi 30 menit dan 60 menit dengan perlakuan injeksi oxygen ambient dan pure oxygen + NPK yang tidak optimal. Model matematis yang dikembangkan memprediksi laju transfer oksigen, terutama pada kondisi yang lebih rendah, dan mengoptimalkan durasi waktu untuk meningkatkan efisiensi sistem secara keseluruhan