Sistem filtrasi

Sistem filtrasi

Desinfeksi air minum juga dapat dilakukan dengan filtrasi membran. Klorinasi tidak digunakan dalam proses pengolahan air minum, karena sisa klor dalam air dapat menimbulkan bau yang mengganggu pada saat dikonsumsi.

Penyaringan (filtrasi) dapat dibedakan menjadi dua, yaitu filtrasi dengan pasir dan filtrasi membran. Filtrasi pasir untuk memisahkan partikel berukuran besar ($> 3 mikrometer), mikrofiltrasi membran dapat memisahkan partikel berukuran lebih kecil ($> 0,08 mikrometer), ultrafiltrasi dapat memisahkan makromolekul, nanofiltrasi dapat memisahkan mikromolekul dan ion-ion bervalensi dua (misalnya Mg, Ca).

Adapun ion-ion dapat dipisahkan dengan membran reverses osmosis. Dengan demikian, penggunaan mikrofiltrasi dapat memisahkan bakteri, dan penggunaan ultrafiltrasi dapat memisahkan selain bakteri juga virus (ukuran virus setara dengan ukuran molekul protein, yaitu sekitar 0,02-0,1 mikrometer).

"Proses pengolahan air minum pada prinsipnya harus mampu menghilangkan semua jenis polutan, baik pencemar fisik, kimia maupun mikrobiologis," urai Suprihatin.

Bahan tersuspensi dapat dihilangkan dengan cara koagulasi/flokulasi, sedimentasi, filtrasi pasir atau membran filtrasi (mikrofiltrasi). Bahan-bahan terlarut dapat dihilangkan dengan aerasi (misalnya Fe dan Mn), oksidasi (misalnya dengan ozonisasi atau radiasi UV), adsorpsi dengan karbon aktif, atau membran filtrasi (Reversed Osmosis).

Menurut Suprihatin, munculnya usaha air minum isi ulang merupakan fenomena yang tidak dapat dihilangkan. Dengan menjamurnya usaha tersebut, yang diperlukan adalah pengaturan berupa standar produk dan prosesnya.

"Dengan begitu bukan hanya pihak konsumen yang terlindungi tetapi juga usaha air minum isi ulang itu sendiri," paparnya. (yun)

Search

Berita Lainnya :

Mengamankan Air Minum Isi Ulang

FILTER

Filter merupakan suatu alat yang digunakan untuk menyaring benda-benda tertentu yang tidak dikehendaki dan meloloskan benda lain yang dikehendaki. Dalam sistem akuarium benda-benda yang tidak dikehendaki tersebut diantaranya adalah: amonia, bahan padatan, residu organik, dan bahan kimia lainnya.

Banyak peralatan akuarium yang dijual dalam kaitannya dengan filter. Saking banyaknya jenis yang ditawarkan tidak jarang malah membingungkan, terutama bagi mereka yang baru berkecimpung dengan hobi ikan hias, atau mereka yang kebetulan belum memiliki informasi yang lengkap mengenai bagaimana sebenarnya alat tersebut bekerja dalam akuarium. Penjelasan dalam halaman ini semoga dapat membantu memahami mengenai berbagai jenis filter dan cara kerjanya. Dalam hal ini kami tidak akan memuat urutan filter mana yang paling baik atau ideal, tapi setidaknya akan dijelaskan sedkit pirinsip kerjanya, sehingga anda bisa memutuskan sendiri mana yang anda perlukan sesuai dengan ketersediaan di pasar atau malah membuatnya sendiri.

Berbeda dengan sistem filter pada umumnya, proses filtrasi atau penyaringan dalam suatu sistem akuarium lebih rumit. Gambar dibawah memberikan ilustrasi perbandingan proses filtrasi yang berlaku pada sistem akuarium dan pada sistem lain yang sangat sederhana seperti misalnya proses penyaringan air kopi. Prinsip dari proses ini sering diabaikan atau "terlupakan" oleh para akuaris sehingga sering menjadi "ancaman" kegagalan dalam "mengolah" air akuarium.

Dalam sistem akuarium ikan hidup dalam kotorannya sendiri. Oleh karena itu, filter menjadi "wajib" adanya apabila kita menginginkan ikan yang dipelihara hidup dengan sehat.

Gambar di atas menunjukkan bahwa pada proses filtrasi secara umum selalu terjadi pemisahan antara air yang akan difilter, sebut saja air kotor, dengan air hasil saringannya atau hasil filtrasinya (filtrant). Dengan demikian pada sistem tersebut proses filtrasi dapat dikatakan sebagai proses sekali jalan, artinya proses penyaringan dikatakan selesai apabila air kotor dalam wadah terpisah tersebut telah habis. Hal ini sangat berbeda dengan proses filtrasi yang terjadi pada sistem akuarium. Pada akuarium, air hasil filtrasi atau filtrant dimasukkan kembali ke tempat yang sama, yaitu ketempat air kotor semula. Oleh karena itu, proses filtrasi pada akuarium menjadi tidak sederhana dan mau tidak mau akan mengikuti suatu kaidah persamaan diferential-integral terhadap waktu dalam perhitungannya.

Dengan karakter proses filtrasi seperti tersebut diatas, dalam sistem filter akuarium dikenal istilah waktu sirkulasi dan waktu "turn over". Waktu sirkulasi adalah waktu yang diperlukan oleh air akuarium untuk bersirkulasi dalam waktu tertentu. Sebagai contoh apabila kita memiliki akuarium dengan kapasitas 1000 liter, kemudian dipasang filter dengan pompa berkapasitas 2000 liter/jam. Maka dalam waktu satu jam air di akuarium tersebut akan bersirkulasi sebanyak: 2000/1000 kali = 2 kali. Akan tetapi, karena terjadi percampuran antara air semula dengan air hasil filtrasi, proses sirkulasi ini menjadi semu, karena tidak mencerminkan sirkulasi dari air secara keseluruhan. Dengan kata lain hal tersebut tidak berarti bahwa air telah mengalami filtrasi sebanyak 2 kali. Untuk memberikan petunjuk waktu filtrasi digunakan istilah waktu "turn over", waktu ini menunjukkan waktu yang diperlukan oleh filter untuk memfilter seluruh air dalam akuarium. Waktu "turn-over" sangat ditentukan oleh efisiensi filter (kemampuan filter untuk "membersihkan" kotoran).

Berikut adalah beberapa tip yang perlu diperhitungkan sebagai acuan dalam merancang suatu sistem filter akuarium:

1. Hitung kepadatan ikan dalam akuarium.

2. Perhitungan volume filter (biologi) yang diperlukan:

Persamaan dasar:

waktu retensi = volume filter efektif/debit air(kapasitas pompa)

Waktu retensi adalah waktu yang diperlukan oleh air untuk berada didalam filter agar dapat diproses secara biologik. Hal ini sangat penting artinya karena tidak jarang bahwa air dalam filter berjalan terlalu cepat sehingga air tersebut tidak mengalami proses filtrasi sama sekali, atau boleh dikatakan hanya menumpang lewat saja.

Contoh:

untuk mengetahui berapa volume filter yang dibutuhkan agar diperoleh waktu retensi 10 menit dengan menggunakan pompa 6000 liter/jam, adalah:

waktu retensi = ukuran filter efekif : debit air(kapasitas pompa)

10 menit = ukuran efektif filter : 6000 l/60 menit

ukuran filter efekif = (10 menit) x 6000 liter/60menit = 1000 liter.

Artinya filter tersebut harus mampu manampung air saja (tidak berikut media) sebanyak 1000liter.

Untuk mendapatkan ukuran filter aktual perlu dikonversi dengan media yang digunakan.

3. Salah satu cara perhitungan faktor konversi.

Masukan media filter biologi (pasir, gravel, batu apung, zeolite, atau bioball) secara proporsional kedalam wadah yang telah diketahui volumenya (misalkan 1 liter), tambahkan air secara volumetrik kedalam wadah tersebut, dengan menggunakan gelas ukur. Hitung jumlah air yang diperlukan sampai air memenuhi wadah tadi (misal 0.4 liter).

Faktor konversi filter= volume wadah : jumlah air.

(pada contoh diatas adalah 1 liter /0.4 liter = 2.5)

Untuk mengetahui volume filter aktual dari volume filter efektif (contoh no.2) adalah V aktual = V efektif x faktor konversi = 1000 liter x 2.5 = 2500 liter

4. Dapatkah ukuran filter dikurangi dengan cara mengurangi kapasitas pompa (debit)?

Tidak selalu. Karena kapasitas pompa erat kaitannya dengan kebutuhan waktu sirkulasi dan volume efektif akuarium. "Waktu sirkulasi" adalah waktu yang diperlukan oleh air akuarium untuk ber"sirkulasi" dalam waktu tertentu.

5. Berapa "waktu sirkulasi" yang diperlukan oleh sebuah akuarium? Pada umumnya waktu sirkulasi yang dikehendaki adalah 1 - 3 jam.

Contoh:

Berapa volume efektif akuarium yang dapat dilayani oleh pompa dengan kapasitas (debit) 6000 liter/jam, apabila dikehendaki "waktu sirkulasi"nya adalah 3 jam.

"Waktu sirkulasi" = Volume efektif akuarium: kapasitas pompa

3 jam = Volume efektif akuairum : 6000 liter/jam

Volume efektif akuarium = 3 jam X 6000 liter/jam = 18000 liter

6. Berapa lama "turnover duration" yang bisa dilakukan oleh sebuah pompa 6000 liter/jam pada akuairum dengan volume efektif 18000 liter, apabila diasumsikan bahwa efektifitas filter yang digunakan adalah 99.99 persen??

Turn over duration adalah waktu yang diperlukan oleh sebuah filter untuk memfilter seluruh air akuarium. Persamaannya adalah:

Turnover duration = koefiseinFilter x volumeAkuarium/Debit(kapasitasPompa)

koefiein Filter dengan efektifitas 99.99 persen adalah 9.2, sehingga Turnover duration = 9.2 x 18000 liter / 6000 liter/jam = 27.6 jam.

Artinya filter tersebut baru selesai memfilter seluruh isi akuarium setelah bekerja selama 27.6 jam. "Turnover duration" yang dikehendaki biasanya berkisar antara 10-12 jam. Untuk mencapai angka ini, maka perlu dilakukan perubahan terhadap kapasitas pompa dan volume filter.

Yang perlu diperhatikan adalah "Turnover duration" berbeda dengan "waktu sirkulasi". Beberapa orang lebih suka menggunakan parameter "turnover duration" sebagai acuan dibandingkan dengan "waktu sirkulasi".

7. Setiap 1 kg pakan yang diberikan akan menghasilkan kurang lebih 37 gram amonia. Apabila dalam akuarium dengan volume 18000 liter diberikan pakan sebanyak 200 g perhari, dan jika diasumsikan tidak terjadi filtrasi amonia, maka dalam sehari air akuarium tersebut mengandung 7.4 gram amonia. atau 7400 mg / 18.000 liter amonia = 0.41 ppm amonia. (Tingkat amonia yang aman adalah dibawah 0.01 ppm).

8. Bagaimana cara meningkatkan tekanan head pompa?

Pasang beberapa pompa secara seri. Meskipun demikian perlu diperhatikan kekuatan (daya tahan) dari seal pompa ybs, terutama ring O, sebelum dilakukan pemasangan secara seri. Peningkatan tekanan sering diinginkan agar dapat menaikkan air ke tempat yang lebih tinggi (untuk keperluan air terjun).

Contoh. Dua pompa dengan tekanan head masing-masing 8psi dipasang secara serial. Berapa tekanan output pompa tersebut (pompa2) apabila tekanan input (pada pompa 1) adalah 5 psi. Tekanan output pada pompa 2 = 5 + 8 + 8 = 21 psi.

9. Bagaimana cara meningkatkan kapasitas pompa?

Pasang beberapa pompa secara paralel. Pemasangan dua (atau lebih) pompa secara paralel merupakan solusi yang baik untuk meningkatkan kapasitas pompa, dibandingkan dengan membeli satu buah pompa dengan kapasitas besar. Terutama untuk menghindari resiko kegagalan fungsi akuarium akibat pompa rusak.

10. Tekanan pompa pada umumnya dinyatakan dalam tekanan head pada ketinggian 1 kaki. Oleh karena itu akan terjadi penurunan efisiensi pompa apabila digunakan untuk menaikan air lebih dari satu kaki. Beberapa pabrik menyertakan kurva hubungan debit dengan ketinggian, untuk memberikan gambaran performance pompa. Meskipun demikian perlu diperhatikan bahwa performance pompa aktual ditentukan oleh cara penginstalasian. ANEKA FILTER

Jenis Filter Berdasarkan Prinsip Kerjanya

Filter Mekanik

Filter Biologi

Flter Kimiawi

Jenis filter yang umum dikenal

filter "under gravel" (UGF)

filter canister

filter "wet & dry"

filter atas

Denitrator

filter ultra violet (UV)

filter vegetasi (veggie filter)

Protein Skimmer

Filter Rreverse Omsosis

Ozonizer

Filter Sentral

De-Ionizer

FILTER MAKANIK

Filter mekanik secara harfiah dapat diartikan sebagai sebuah alat untuk memisahkan material padatan dari air secara fisika (berdasarkan ukurannya) dengan cara menangkap/menyaring material-material tersebut sehingga tidak lagi dijumpai terapung/melayang di dalam air akuarium. Bahan yang diperlukan untuk sebuah filter mekanik dengan demikian adalah berupa bahan yang tahan lapuk, memiliki lubang-lubang (pori-pori) dengan diameter tertentu sehingga dapat menahan atau menangkap partikel-partikel yang berukuran lebih besar dari diameter media flter tersebut (Gambar 1).

Gambar1. Mekanisme Kerja Filter Mekanik

Gambar 1 menunjukkan gambaran kasar tentang mekanisme kerja sebuah filter mekanik. Dalam gambar itu tampak bahwa partikel yang berukuran lebih besar dari diameter (pori) media filter akan terperangkap dalam filter sedangkan partikel-partikel yang lebih kecil dan juga air akan lolos.

Dalam suatu sistem filter akuarium yang telah matang, relatif sulit membedakan fungsi kerja dari sebuah filter. Pada bagian yang dianggap sebagai filter mekanik, setelah, matang akan berfungsi pula sebagai filter biologi. , sehingga anda bisa memutuskan sendiri mana yang anda perlukan sesuai dengan ketersediaan di pasar atau malah membuatnya sendiri.

Partikel padatan dalam hal ini bukan merupakan bahan terlarut tetapi merupakan suatu suspensi. Ukurannya bisa bervariasi dari sangat kecil, sehingga tidak bisa dilihat oleh mata (sebagai contoh: partikel penyebab air keruh), hingga sisa pakan ikan, potongan tanaman air atau bahkan bangkai ikan. Partikel-partikel ini dapat terperangkap dalam berbagai jenis media, dengan syarat diameter lubangnya atau porinya lebih kecil dari diameter partikel. Media tersebut dapat berupa kapas sintetis atau bahan berserabut lain, spong, kaca atau keramik berpori, kerikil, pasir, dll.

Sebuah wadah atau bak kosong dapat pula berfungsi sebagai filter mekanik. Akan tetapi proses yang terjadi bukan melalui penyaringan partikel melainkan melalui proses pengendapan. Hal ini dimungkinkan dengan membuat aliran air serendah mungkin sehingga kecepatan partikel mengendap menjadi lebih besar daripada laju aliran air. Bak pengendapan umum digunakan dalam manajeman kolam ikan hias (seperti kolam ikan koi), sedangkan dalam akuarium proses pengendapan bisa terjadi dalam sump.

Media filter mekanik (bahan yang digunakan untuk menyaring atau menangkap partikel) memiliki ukuran diamater lubang atau ukuran pori beragam, dari satuan mikron (sepersejuta meter) hingga satuan sentimeter (sseperseratus meter), tergantung dari bahan yang digunakan. Diatom atau membran berpori-mikro, misalnya, memiliki pori-pori dengan satuan ukuran mikron sehingga selain dapat menahan suspensi juga dapat menangkap infusoria, bakteri dan algae berseltunggal. Sedangkan jenis yang lain bisa mempunyai ukuran pori lebih b esar. Hal yang menarik dari ukurn pori ini adalah diameter efektifnya. Seperti terlihat pada gambar 1, secara alamiah akan terjadi bahwa efektifitas filter mekanik akan meningkat dengan berjalannya waktu. Diameter pori filter yang semula hanya dapat menangkap partikel yang berkukuran lebih besar dari diameter porinya, dengan berjalannya waktu akan dapat pula menangkap partikel yang berukuran lebih kecil. Hal demikian dapat terjadi, karena dengan adanya halangan yang diakibatkan oleh partikel yang terjebak dan menutup lubang pori semula, maka ukuran pori efektif yang berfungsi akan semakin mengecil, sehingga partikel lebih kecil pun lama-lama akan bisa tertangkap. Keadaan ini dapat membawa kekesimpulan yang salah, bahwa filter mekanik semakin lama akan semakin efektif sehingga hanya dengan sebuah filter mekanik urusan pengelolaan air akuarium akan beres dengan sendirinya. Pada kenyataannya tidak demikian, dengan semakin "efektifnya" filter mekanik akan membawa ke keadaan dimana tidak akan ada lagi sebuah partikelpun, termasuk air, yang bisa dilewatkan. Dengan kata lain filter akan tersumbat total sehingga gagal berfungsi (Gambar 2)

Gambar2.

.Penumpukan partikel-partikel pada media filter mekanik, meskipun pada awalnya akan dapat meningkatkan efektifitas filter, tapi dalam jangka waktu tertentu akan menyebabkan terjadinya penyumbatan sehingga filter gagal berfungsi.

Hal yang umum terjadi adalah semakin halus pori-pori media filter mekanik yang digunakan akan semakin cepat pula penyumbatan terjadi. Apabila penggunakan media sangat halus ini perlu, dilakukan maka dengan menggunakan sistem filter mekanik bertingkat akan dapat menolong mengurangi resiko terjadinya penyumbatan dengan cepat.

Filter mekanik perlu dirawat dan dibersihkan secara periodik agar dapat tetap berfungsi dengan baik. Kontrol terhadap kondisi filter ini sebaiknya dilakukan secara rutin. Apabila media sudah tidak dapat lagi berfungsi dengan baik karena rusak atau terdekomposisi, maka perlu dilakukan penggantian dengan media baru.FILTER BIOLOGI

Filter biologi adalah filter yang bekerja dengan bantuan jasad-jasad renik, khususnya, bakteri dari golongan pengurai amonia. Untuk itu, agar jasad-jasad renik tersebut dapat hidup dengan baik di dalam filter dan melakukan fungsinya dengan optimal diperlukan media dan lingkungan yang sesuai bagi pertumbuhan dan perkembangan jasad-jasad renik tersebut.

Filter biologi secara periodik perlu dibersihkan, terutama untuk menghilangkan partikel-partikel yang mungkin dapat menimbulkan penyumbatan. Pembersihan perlu dilakukan dengan hati-hati jangan sampai membuat bakteri yang hidup disana mati. Pembersihan dapat dilakukan dengan cara dibilas dengan menggunakan air bersih bebas klorin.

Fungsi utama filter biologi adalah mengurangi atau menghilangkan amonia dari air. Seperti diketahui ikan melepaskan amonia (NH3 atau amonium, NH4) ke dalam air, terutama melalui insangnya. Jumlah yang dikeluarkan tergantung dari banyaknya pakan yang dikonsumsi. Secara umum dapat dikatakan bahwa setiap 1 kg pakan akan menghasilkan 37 gram amonia. Dengan demikian dapat diperkirakan berapa banyak konsentrasi amonia yang akan dikeluarkan ikan setiap hari yang perlu dinetralisir oleh sebuah filter biologi. Amonia juga dihasilkan oleh penghuni akuarium lainnya, termasuk bakteri, jamur, infusoria dan juga sisa pakan ikan.

Pembersihan juga dapat dilakukan secara bertahap, dengan meninggalkan sebagian media yang lain tetap tidak tertanggu. Hal ini akan menjamin bakteri tetap bertahan hidup disana. Koloni bakteri yang hidup pada media yang tidak tertanggu segera akan menginvansi media yang baru dibersihkan, tentu saja selama "pakan" dan oksigen tersedia bagi bakteri tersebut

Proses pemfilteran amonia dalam akuarium mengikuti hukum mengenai peredaran (siklus) unsur Nitrogen di alam. Keterangan mengenai ini dapat anda peroleh pada bahasan mengenai AMONIA. Dengan memahami hal tersebut maka keberhasilan pengelolaan suatu filter biologi akan dapat dipastikan. Sudah menjadi rahasia umum bahwa filtrasi biologi merupakan bagian dari sistem filter akuarium yang kerap membuat frustrasi penggemar ikan hias baru. Disamping itu sering juga diabaikan atau terlupakan oleh para hobbiis berpengalaman. Mereka baru menyadari kehadirannya apabila sesuatu hal yang buruk terjadi pada akuairum mereka dan itu adalah akibat tidak berfungsinya sistem filtrasi biologi pada akuarium mereka.

Dua golongan bakteri memegang peranan utama dalam filter biologi, yaitu bakeri Nitrosomonas sp, dan bakteri Nitrobacter sp. Nitrosomnas berperan mengoksidasi amonia menjadi nitrit, sedangkan Nitrobacter berperan mengoksidasi nitrit menjadi nitrat.

Nitrosomonas dan Nirobacter hidup dengan melekatkan diri pada benda padat dalam akuarium. Oleh karena itu, agar keperluan hidup (tempat tinggal) mereka terpenuhi perlu disediakan tempat untuk melekatkan diri. Segala jenis benda padat, selama itu tidak bersifat racun bagi si bakteri, akan dapat digunakan sebagai tempat tinggal bakteri tersebut. Faktor yang perlu diperhatikan dalam memilih "tempat tinggal" atau media bagi bakteri adalah keterkaitannya dengan bidang kontak antara air dan bakteri. Agar air dapat difilter dengan baik oleh bakteri maka air tersebut perlu kontak dengan bakteri yang bersangkutan. Oleh karena itu, pemilihan media harus memperhitungkan luas bidang kontak ini. Semakin luas bidang kontak maka akan semakin efektif filtrasi biologi berlangsung.

Luas bidang kontak berhubungan erat dengan ukuran media yang digunakan. Secara umum dapat dikatakan bahwa persatuan volume, media yang mempunyai ukuran butiran lebih kecil akan memiliki luas bidang kontak atau luas permukaan lebih besar. Berikut adalah ilustrasi sederhana hubungan antara ukuran butiran dengan luas permukaan, atau luas bidang kontak. Untuk mempermudah ilustrasi digunakan benda berbentuk kubus:

Apabila kita punya sebuah kubus dengan panjang sisi-sisinya 1m maka, luas permukaan kubus tersebut adalah 6 m2, sedangkan volumenya adalah 1m3 Kalau kita belah, kubus tersebut jadi 2, maka luas permukaannya bertambah 2 m2, sehingga total luas permukaan= 8 m2, sedangkan volume tetap. Kalau dibelah lagi secara melintang luas permukaannya bertambah lagi 2 m2. Kalau dibelah lagi secara horiontal maka luas permukaan bertambah lagi 2m2. jadi total adalah 12 m2sedangkan volume total kubus tetap 1m3; dan kubusnya sekarang menjadi 8 buah, masing dengan ukuran 0.5 m. Dengan cara yang sama dapat kita hitung seandainya kubus tersebut dibagi sehingga masing-masing berkukuran 1cm. Maka dengan mudah bisa kita ketahui dalam volume 1 m3, akan kita dapatkan 100x100x100=1000000 kubus. Masing-masing kubus tersebut luas permukaannya adalah 6x1 cm2=6 cm2. Sehingga luas permukaan totalnya adalah 1000000 x 6 cm2 = 6000000 cm2 atau sama dengan 600m2; Kalau kubusnya berukuran 1mm maka luas permukaannya dalam 1m3adalah 6000m2.

Dengan ilustrasi tersebut anda sekarang sudah akan lebih mudah dalam menentukan ukuran butiran yang akan digunakan untuk media sebuah filter biologi. Semakin kecil butiran akan semakin luas luas permukaan sehingga akan semakin luas bidang kontak antara air dan bekteri yang hidup pada permukaan tersebut. Meskipun demikian, kalau kita kembali pada prinsip sebuah filter mekanik, maka akan terdapat kecenderungan bahwa filter dengan butiran halus ini akan cepat tersumbat. Untuk menghindari hal tersebut maka diperlukan sebuah filter mekanik yang baik yang dipasang sebelum filter biologi. Dengan demikian, air yang masuk kebagian filter biologi sudah merupakan air prefilter, yaitu air yang sebelumnya telah difilter terlebih dahulu secara mekanik sehingga tidak lagi mengandung partikel-partikel padat yang akan menyumbat. Beberapa produsen asesori akuarium telah membuat media filter yang diharapkan dapat mengatasi terjadinya proses penyumbatan, seperti: cicin(tabung) keramik atau bioball, meskipun demikian bahan-bahan ini memiliki korbanan berupa berkurangnya luas permukaan bidang kontak.

Secara umum dapat dikatakan bahwa filter biologi bukan merupakan hal yang sulit. Selama anda faham bagaimana bakteri tersebut hidup dan berkembang, serta apa yang diperlukan sebagai media hidupnya, maka anda akan berhasil dalam mengelola sebuah filter biologi, bahkan dengan menggunakan bahan-bahan yang ada dan mudah didapat (dan murah) di sekitar tempat tinggal anda

FILTER KIMIA

Rasanya tidak mudah untuk mendefinisikan sebuah filter kimia, karena sepintas fungsinya hampir sama saja dengan sebuah filter mekanik. Perbedaannya terletak pada ukuran partikel yang di"garap", oleh karena itu boleh dikatakan bahwa filter kimia adalah sebuah filter mekanik yang bekerja pada skala molekuler. Seperti diungkapakan sebelumnya, filter mekanik bekerja dengan manangkap suspensi, maka filter kimia bekerja dengan menangkap bahan terlarut, seperti: gas, bahan organik terlarut, dan sejenisnya. Mekanisme ini dilakukan dengan bantuan media filter berupa arang aktif, resin ion, dan zeolit, atau melalui fraksinasi air.

Filter kimia dapat melakukan fungsinya dengan tiga cara, yaitu: (1) Serapan, (2) Pertukaran Ion, dan (3). Jerapan

Serapan (Absorpsi).

Absorpsi merupakan suatu proses dimana suatu partikel terperangkap kedalam struktur suatu media dan seolah-olah menjadi bagian dari keseluruhan media tersebut. Proses ini dijumpai terutama dalam media karbon aktif. Karbon aktif memiliki ruang pori sangat banyak dengan ukuran tertentu. Pori-pori ini dapat menangkap partikel-partikel sangat halus (molekul) dan menjebaknya disana. Dengan berjalannya waktu pori-pori ini pada akhirnya akan jenuh dengan partikel-partikel sangat halus sehingga tidak akan berfungsi lagi. Sampai tahap tertentu beberapa jenis arang aktif dapat di reaktivasi kembali, meskipun demikian tidak jarang yang disarankan untuk sekali pakai. Reaktifasi karbon aktif sangat tergantung dari metode aktifasi sebelumnya, oleh karena itu perlu diperhatikan keterangan pada kemasan produk tersebut.

Secara umum karbon/arang aktif biasanya dibuat dari arang tempurung dengan pemanasan pada suhu 600-2000C pada tekanan tinggi. Pada kondisi ini akan terbentuk rekahan-rekahan (rongga) sangat halus dengan jumlah yang sangat banyak, sehingga luas permukaan arang tersebut menjadi besar. 1gram karbon aktif, pada umumnya memiliki luas permukaan seluas 500-1500m2, sehingga sangat efektif dalam menangkap partikel-partikel yang sangat halus berukuran 0.01-0.0000001 mm. Karbon aktif bersifat sangat aktif dan akan menyerap apa saja yang kontak dengan karbon tersebut, baik di air maupun di udara. Apabila dibiarkan di udara terbuka, maka dengan segera akan menyerap debu halus yang terkandung diudara(polusi). Dalam waktu 60 jam biasanya karbon aktif tersebut manjadi jenuh dan tidak aktif lagi. Oleh karena itu biasanya arang aktif di kemas dalam kemasan yang kedap udara.

(a)(b)(c)

Gambar 1.

Berbagai contoh media filter kimia (a). arang aktif (b) resin (kation/anion) (c) zeolit

Jerapan(Adsorpsi).

Jerapan adalah suatu proses dimana suatu partikel "menempel" pada suatu permukaan akibat dari adanya "perbedaan" muatan lemah diantara kedua benda (gaya Van der Waals), sehingga akhirnya akan terbentuk suatu lapisan tipis partikel-pertikel halus pada permukaan tersebut. Permukaan karbon yang mampu menarik molekul organik misalnya merupakan salah satu contoh mekanisme jerapan, begitu juga yang terjadi pada antar muka air-udara, yaitu mekanisme yang terjadi pada suatu protein skimmer. Molekul organik bersifat polar sehingga salah satu ujungnya akan cenderung tertarik pada air (disebut sebagai hidrofilik/suka air) sedangkan ujung yang lain bersifat hidrofobik (benci air). Permukaan molekul aktif seperti ini akan tertarik pada antarmuka air-gas pada permukaan gelembung udara, sehingga molekul-molekul tersebut akan membentuk suatu lapisan tipis disana dan membentuk buih/busa. Dalam suatu protein skimmer; ketika gelembung udara meninggalkan air menuju tampungan busa, gelembung udara tersebut akan kolaps sehingga pada akhirnya bahan-bahan organik akan tertinggal pada tampungan busa yang bersangkutan.

Pertukaran Ion

Pertukaran ion merupakan suatu proses dimana ion-ion yang terjerap pada suatu permukaan media filter ditukar dengan ion-ion lain yang berada dalam air. Proses ini dimungkinkan melalui suatu fenomena tarik menarik antara permukaan media bermuatan dengan molekul-molekul bersifat polar.

Apabila suatu molekul bermuatan menyentuh suatu permukaan yang memiliki muatan berlawanan maka molekul tersebut akan terikat secara kimiawi pada permukaan tersebut. Pada kondisi tertentu molekul-molekul ini dapat ditukar posisinya dengan molekul lain yang berada dalam air yang memiliki kecenderungan lebih tinggi untuk diikat. Dengan demikian maka proses pertukaran dapat terjadi. Media yang dapat melakukan proses pertukaran seperti ini diantaranya adalah Zeolit (baik alami atau buatan) dan resin.

Proses pertukaran yang berlangsung secara umum mengikuti kaidah-kaidah tertentu. yaitu:

Pertama kation-kation dengan valensi lebih besar akan dipertukarkan terlebih dahulu sebelum kation-kation dengan valensi lebih kecil. Sebagai contoh apabila didalam akuarium kita terdapat besi (ber-valensi 3), kalsium (ber- valensi 2) dan amonium (ber- valensi1 ) dalam jumlah yang sama, maka besi akan teleibh dahulu dijerap oleh zeolite, menyusul kalsium dan terakhir amonium.

Kedua, kation yang konsentrasinya paling tinggi didalam akuarium akan dijerap telebih dahulu walaupun valensi lebihkecil. Sebagai contoh dalam kasus diatas, apabila konsentrasi (jumlah) amonium jauh lebih banyak dibandingkan denga besi dan kalsium, maka sesuai dengan aturan 2, amonium akan cenderung di jerap terlebih dahulu.

Dengan proses-proses tersebut diatas maka filter kimia dapat diberlakukan untuk "menjernihkan" air dari paritkel-partikel berukuran molekuler yang tidak bisa diproses secara mekanik atau biologi. Beberapa hal yang bisa di hilangkan dengan filter kimia diantaranya adalah pengaruh racun, kesadahan, warna dan partikel organik terlarut.

FILTER UNDER GRAVEL (UNDER GRAVEL FILTER)

Sesuai dengan namanya filter "under gravel" adalah sebuah filter yang terletak dibawah lapisan "gravel" (kerikil, pasir) di dasar akuarium. Konstruksinya terdiri dari lapisan bahan anti karat (plastik) berlubang dengan kaki penompang sehingga tercipta ruangan bebas dibawahnya untuk memungkinkan air bersih mengalir (Gambar 1). Disalah satu sudutnya (atau lebih) terdapat pipa keluaran untuk mengembalikan air hasil filtrasi kedalam akuarium.

Gambar 1.

Contoh Konstruksi Filter "Under Gravel". (1) Lembar Filter (2). Pipa Keluaran

Gambar 2

Mekanisme Kerja Sebuah Filter "Under Gravel"

Gambar 2 menunjukkan mekanisme kerja sebuah filter "under gravel". Dalam hal ini air "dipaksa" untuk menembus lapisan gravel pada dasar akuarium dengan bantuan head pump atau aerator, kemudian air tersebut dikembalikan ke dalam akuarium. Pada saat air melalui gravel air mengalami setidaknya dua proses filtrasi, yaitu mekanik, melalui pori-pori efektif lapisan gravel, dan biologi, melalui kontak air dengan bakteri pengurai amonia dan nitrit yang hidup pada permukaan gravel. Filtrasi biologi memegang peranan utama dalam sistem filter ini.

Dengan berjalannya waktu, penumpukkan partikel-partikel padatan pada ruang antar gravel dapat menyebabkan penyumbatan. Oleh karena itu filter under gravel direkomendasikan untuk di rawat secara periodik, setidaknya dengan melakukan pem-vacum-an pada gravel. Penyumbatan dapat menimbulkan terjadinya kondisi anaeraobik pada lingkungan gravel sehingga dapat menyebabkan bakteri pengurai amonia dan nitrit mati yang akhirnya dapat mengakibatkan filter gagal berfungsi.

Filter under gravel sering digunakan terutama dalam akuarium laut. Pada sistem filter ini, partikel-partikel organik yang terjebak pada permukaan gravel akan menjadi sumber pakan bagi jasad-jasad renik (plankton). Selanjutnya plantkon ini akan menjadi sumber pakan bagi penghuni laut lain yang dipelihara, khususnya dari golongan pemakan plankton. Dengan demikian, filter "under gravel" pada akuarium laut seolah-olah berfungsi juga sebagai refugium.

FILTER UNDER GRAVEL TERBALIK

(Reverse Flow Under Gravel Filter)

Salah satu masalah dalam menggunakan filter under gravel adalah kemungkinan akan tersumbatnya aliran sebagai akibat akumulasi kotoran yang tidak dapat diproses dengan cepat. Kotoran ini dapat menumpuk diantara gravel, menyebabkan penyumbatan sehingga pada akhirnya dapat mengurangi kinerja dari filter tersebut. Salah satu pemecahannya adalah dengan relatif sering menyipon dan membersihkan lapisan gravel secara teratur. Pembersihan tersebut hendaknya dilakukan secara parsial, agar bakteri pengurai tidak habis "tercuci".

Cara lain adalah dengan memisahkan endapan dari gravel. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan metode fiter under gravel dengan aliran terbalik. Gambar 3 menunjukkan diagram bagaimana pemisahan tersebut dilakukan. Pemisahan proses pengendapan dilakukan dengan menambahkan satu unit filter di luar akurium utama. Tugas utama filter ini adalah melakukan filtrasi secara mekanik (Sebuah filter kanister boleh digunakan untuk melakukan tugas ini). Setelah melalui proses filtrasi mekanik, air selanjutnya dikembalikan (dengan bantuan pompa) ke akuarium utama melalui pipa out let filter under gravel. Selanjutnya air akan menyebar dibawah filter under gravel kemudian menembus lapisan gravel. Pada saat melalui lapisan gravel inilah air mengalami proses filtrasi biologi. Dengan demikian ketika air berada kembali di ruang utama akuarium diharapkan telah terbebas dari amonia.

Gambar 3. Filter under gravel dengan aliran air terbalik.