Analisis Performa Microbubble Generator Terhadap Koefisien Transfer Oksigen (KLa) Pada Variasi Debit Gas (QG)
Louise Tuahta Perangin angi, Sri Puji Saraswati, Johan Syafri Mahathir Ahmad
1 Magister Teknik Sipil, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, INDONESIA
2 Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, INDONESIA
*Corresponding author: louisetuahtaperangin@mail.ugm.ac.id
INTISARI
Aerasi konvensional yang digunakan pada IPAL banyak menghasilkan gelembung besar.Ukuran gelembung yang besar ini menyebabkan rising velocity yang tinggi dan waktu tinggal yang singkat dalam air, sehinga mengurangi waktu kontak yang dibutuhkan untuk difusi oksigen dan pada akhirnya menurunkan efektifitas transfer oksigen. Gelembung micro yang dihasilkan oleh Microbubble Generator (MBG) terbukti lebih efektif dalam transfer oksigen sehingga menaikan kadar oksigen lebih baik dibanding macrobubble. Tetapi belum ada kajian pengaruh antara debit gas efektif untuk memaksimalkan transfer oksigen pada tahap aerasi. Metode yang digunakan adalah eksperimen dengan variasi debit gas (QG) dari 0,3; 0,6: 0,9; 1,2; hingga 1,5 L/mmin. Kinerja sistem diukur berdasarkan laju kenaikan oksigen terlarut (DO) terhadap waktu dan dihitung nilai koefisien transfer oksigen (KLa)-nya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan debit gas hingga 1,2 L/menit (rasio QG:QL = 0,0150 L/menit) secara signifikan mempercepat laju oksigenasi dan meningkatkan nilai KLa hingga mencapai puncak sebesar 0,0248 1/min. Namun, peningkatan debit lebih lanjut hingga 1,5 L/menit justru menyebabkan penurunan efisiensi yang ditandai dengan turunnya KLa menjadi 0,0176 1/min. Fenomena ini mengindikasikan terjadinya diminishing returns akibat berkurangnya waktu kontak dan potensi koalesensi gelembung pada kondisi turbulensi berlebih. Simpulan dari penelitian ini adalah debit gas 1,2 L/menit merupakan kondisi operasi optimal untuk sistem ini, yang menawarkan efisiensi transfer oksigen tertinggi tanpa pemborosan energi. Temuan ini memberikan panduan operasional yang kritis untuk aplikasi sistem aerasi Porous-Venturi yang efisien.
REFERENSI
Agarwal, A., Ng, W. J., & Liu, Y. (2011). Principle and applications of microbubble and nanobubble technology
for water treatment. Chemosphere, 84(9), 1175–1180. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2011.05.054
Al-Ahmady, K. K. (2006). Analysis of Oxygen Transfer Performance on Sub-surface Aeration Systems. Dalam
Int. J. Environ. Res. Public Health (Vol. 3, Nomor 3). www.ijerph.org
ASCE. (2007). Measurement of oxygen transfer in clean water. American Society of Civil Engineers.
Batara, K., Zaman, B., & Oktiawan, W. (2017). Pengaruh debit udara dan waktu aerasi terhadap efesiensi
penurunan besi dan mangan menggunakan diffuser aerator pada air tanah. Jurnal Teknik Lingkungan, 6(1).
Baylar, A., & Ozkan, F. (2006). Applications of venturi principle to water aeration systems. Dalam
Environmental Fluid Mechanics (Vol. 6, Nomor 4, hlm. 341–357). https://doi.org/10.1007/s10652-005
5664-9
Chang, Y., Shang, Q., Sheng, L., Deng, J., & Luo, G. (2024). Gas-liquid countercurrent flow characteristics in a
microbubble column reactor. https://doi.org/10.1016/j.ces.2024.120573
Chemical Engineering
Science, 300. Gillot, S., He, A., & Duit, Â. (1999). Effect of air flow rate on oxygen transfer in an oxidation ditch equipped
with fine bubble diffusers and slow speed mixers. Cemagref (Institute of Agricultural and Environmental
Engineering Research), Parc de Tourvoie, B.P. 44, 92163 Antony Cedex, France. www.elsevier.com/locate/watres
Juwana, W. E., Widyatama, A., Dinaryanto, O., Budhijanto, W., Indarto, & Deendarlianto. (2019).
Hydrodynamic characteristics of the microbubble dissolution in liquid using orifice type microbubble
generator. Chemical Engineering https://doi.org/10.1016/j.cherd.2018.11.017
Research and Design, 141, 436–448.
Lewis, W. K., & Whitman, W. G. (1924). Principles of Gas Absorption. Industrial & Engineering Chemistry,
16(12), 1215–1220. https://doi.org/10.1021/ie50180a002
Magni, M., Jones, E. R., Bierkens, M. F. P., & van Vliet, M. T. H. (2025). Global energy consumption of water
treatment technologies. Water Research, 277. https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.123245
Metcalf & Eddy, & Inc. (2003). Wastewater Engineering: Treatment and Reuse (4 ed.). McGraw-Hill
Companies, Inc.
Mistoro, N., Saraswati, P., Syafri, J., Ahmad, M., & Wiratni, D. (2023). Prosiding Seminar Nasional Teknik
Kimia “Kejuangan” Analisis Pengaruh Variasi Debit Air (QL) dan Debit Gas (QG) terhadap Koefisien
Transfer Oksigen (KLa) pada Performa Microbubble Generator. rising
in Nock, W. J., Heaven, S., & Banks, C. J. (2016). Mass transfer and gas-liquid interface properties of single CO2 bubbles tap water.
https://doi.org/10.1016/j.ces.2015.10.001 Popel. (1976). Aeration and Gas Transfer.
Chemical Engineering Science, 140, 171–178.
Rosso, D., & Knudson Stenstrom, M. (2007). Energy-saving benefits of denitrification. American Academy of
Environmental Engineers and Scientists. http://www.aaees.org
Temesgen, T., Bui, T. T., Han, M., Kim, T. il, & Park, H. (2017). Micro and nanobubble technologies as a new
horizon for water-treatment techniques: A review. Dalam Advances in Colloid and Interface Science (Vol.
246, hlm. 40–51). Elsevier B.V. https://doi.org/10.1016/j.cis.2017.06.011
Terasaka, K., Hirabayashi, A., Nishino, T., Fujioka, S., & Kobayashi, D. (2011). Development of microbubble
aerator for waste water treatment using aerobic activated sludge. Chemical Engineering Science, 66(14),
3172–3179. https://doi.org/10.1016/j.ces.2011.02.043.