Sebagaimana dimuat KOI’s Mag Edisi 54, Mei 2018
Filter kolam koi mempunyai beberapa fungsi sekaligus. Salah satunya, yang terpenting adalah proses pengubahan amoniak menjadi nitrit dan kemudian nitrat. Proses ini disebut nitrifikasi yang merupakan fungsi esensial di dalam filtrasi kolam koi yang pada dasarnya merupakan praktek dari captive aquaculture.
Rumus 1/3 (volume filter paling tidak harus sepertiga volume kolam) adalah pegangan dasar yang sudah jamak. Bagaimanapun, komposisi seperti itu bisa dimanipulasi sejauh kita paham faktor-faktor penunjang nitrifikasi. Faktor-faktor tersebut, apabila dikuasai bisa menjadi instrumen untuk meningkatkan efektifitas kinerja filter. Sebaliknya, bila tidak diketahui dan dipahami, rumus dasar perbandingan volume filter terhadap volume kolam bisa menipu pemilik kolam – volume filter sudah memenuhi standar tetapi hasil tidak sesuai.
Semua pembahasan mengasumsikan bahwa filtrasi semata-mata bertujuan untuk nitrifikasi dengan mengabaikan denitrifikasi yang memerlukan kondisi anoxic. Faktor-faktor utama penunjang nitrifikasi yang akan dibahas adalah total dissolved solids, dissolved oxygen, alkalinitas, pH, cahaya, dan specific surface area.
Total Dissolved Solids (TDS)
Kelompok bakteri penitrifikasi yang kita inginkan hidup di permukaan media filter bersifat autotrophic; mendapatkan energi dari komponen anorganik. Jangan pernah mengira bahwa filter yang kita sediakan sebagai rumah tinggal mereka tidak diminati oleh makhluk lain. Di dalam air, biasanya ada jasad renik lain yang minta jatah lahan. Mereka adalah bakteri dan protozoa heterothropic yang mendapatkan energi dari komponen organik. Bila di dalam air ada komponen organik, jasad renik pengurainya otomatis tumbuh. Semakin tinggi kadar dissolved organic compounds (DOC), semakin banyak pula jasad renik yang berkembang dan menjarah tempat tinggal bakteri penitrifikasi. Berkurangnya tempat tinggal bakteri penitrifikasi dengan sendirinya mengurangi kemampuan filter secara keseluruhan. Dan faktanya kelompok jasad renik heterothropic berkembang-biak lebih pesat dibandingkan dengan bakteri penitrifikasi.
Dengan demikian pengendalian DOC menjadi penting. Karena DOC adalah bagian dari TDS, maka dalam praktek lebih mudah mengukur dan menjaga TDS serendah mungkin. Untuk itu, sangat penting menghindarkan kolam dari kotoran baik dari luar seperti dedaunan dan tanah, maupun dari dalam kolam seperti bangkai lumut. Selain itu, dilusi / pengenceran air diperlukan juga, dan salah satu praktek yang jamak diterapkan adalah dripping. Penggelontoran lumpur (di kalangan pehobi umum disebut backwash) juga penting dalam hal ini. Selain akhirnya akan menaikkan TDS, akumulasi lumpur juga berpotensi memblokade permukaan dan menyumbat pori-pori media filter.
Dissolved Oxygen (DO)
DO adalah parameter mainan sehari-hari pehobi koi. Semua sudah tahu bahwa mengupayakan DO setinggi mungkin sampai mendekati ambang saturasi adalah penting. Kalau temperatur air alamiah daerah setempat tidak cukup rendah sehingga DO maksimal masih kurang dari 7 ppm, demi menaikkan DO pehobi rela berinvestasi untuk chiller atau cooling tower agar titik saturasi DO naik.
Selain manfaat langsung terhadap metabolisme koi, hal penting lain yang bisa dicapai dengan peningkatan DO sampai dengan, misalnya di atas 7 ppm adalah kecepatan nitrifikasi. Di dalam proses pengubahan amoniak – nitrat – nitrit, bakteri penitrifikasi memerlukan sejumlah oksigen. Secara stoikiometris, untuk menitrifikasi 1 gram amoniak diperlukan 4,18 gram oksigen. Jadi, yang penting bukan hanya seberapa banyak bakteri yang hidup, tetapi juga jumlah oksigen yang tersedia karena berpengaruh langsung terhadap jumlah amoniak yang bisa dioksidasi. Bakteri penitrifikasi, pada kenyataannya lebih rakus oksigen dari pada koi.
Di dalam praktek, aerasi di ruang filter menjadi sangat penting agar pasokan oksigen tersedia secara mencukupi dan berkelanjutan. Kalau filter yang sekarang ada masih static submerged, paling tidak bisa ditingkatkan dan diperbaiki sistem aerasinya. Lebih jauh lagi, model filter lain yang sudah dikembangkan dan dipraktikkan secara luas, kalau mungkin bisa dipertimbangkan untuk dipakai, misalnya trickle filter / bakki shower yang otomatis kaya oksigen, dan dengan demikian memperbaiki laju nitrifikasi. Moving bed juga merupakan alternatif untuk meningkatkan kemampuan filter menjinakkan amonia.
Alkalinitas
Masih diturunkan dari stoikiometri yang berlaku pada oksigen, nitrifikasi terhadap setiap gram amoniak memerlukan 7,05 gram alkalinitas. Pada kadar alkalinitas di bawah 100 mg/L CaCO3, kemampuan nitrifikasi nyaris tidak mampu menahan akumulasi kenaikan amoniak meskipun faktor-faktor penunjang lain dalam kondisi baik. Oleh karenanya, kadar alkalinitas yang merupakan ukuran kapasitas penyanggaan keasaman air harus senantiasa dijaga. Kadar sekitar 150 mg/L CaCO3 direkomendasikan sejak pertama filter dioperasikan.
Filter yang sudah berjalan dan hasilnya tidak seperti diharapkan, misalkan masih terbaca ada residu amoniak, selain memeriksa hal-hal lain ada baiknya alkalinitas dimasukkan juga ke dalam daftar pemeriksaan. Di antara bermacam-macam kemungkinan penyebab tidak berfungsinya filter dengan baik, bisa jadi kadar alkalinitas yang pantas dituduh sebagai biang keladi. Bila alakalinitas di bawah takaran 100 mg/L, memasok unsur bikarbonat ke dalam air harus disegerakan untuk mendongkrak ke angka 150 mg/L CaCO3 sehingga bisa mengembalikan kemampuan filter menuntaskan nitrifikasi.
pH
Selain nitrifikasi, hampir seluruh aktivitas kolam adalah proses yang menciptakan keasaman. Bila sistem filtrasi tidak mempunyai penyangga keasaman (pH buffer) yang memadahi, keasaman akan menurun secara konstan dan memperburuk kinerja filter. Meskipun bakteri penitrifikasi ditengarai mempunyai kemampuan beradaptasi yang baik terhadap pH pada rentang 6-9 poin, menjaga agar tidak terjadi perubahan pH mendadak tetap penting. Perubahan 0,5 poin secara mendadak dalam satu siklus diurnal sudah bisa menyebabkan filter mengalami stres dan dengan demikian menurun kemampuannya. Bila perubahan mencapai 1 poin, bakteri penitrifikasi nyaris berhenti dari aktivitas rutinnya.
Selain menjaga agar tidak terjadi perubahan pH secara mendadak, perlu dipahami bahwa antara Nitrosomonas (pengoksidasi amoniak) dan Nitrobacter (pengoksidasi nitrit) mempunyai pH optimum yang tidak sama rentangnya. pH optimum untuk Nitrosomonas adalah 7,2-7,8 sementara untuk Nitrobacter 7,2-7,8. Dari sini, dengan mempertimbangkan kebaikan untuk koi maka sebaiknya pH diusahakan mendekati titik terendah optimum nitrifikasi, yaitu 7,2.
Cahaya
Bakteri penitrifikasi bersifat photophobic—cahaya membuat aktivitas mereka melambat atau berhenti sama sekali. Jadi membuat gelap ruang filter yang merupakan reaktor biologis itu perlu. Meskipun kebanyakan ruang filter ditutup dengan papan, umumnya lebih untuk tujuan keamanan dan estetika. Masih ada beberapa kolam yang filternya dibiarkan terbuka. Selain menggiatkan kerja bakteri penitrifikasi, kegelapan juga mencegah tumbuhnya lumut di ruang filter. Tumbuhnya lumut, pada akhirnya menghasilkan DOC yang pengaruhnya sudah kita bahas di samping potensinya menyumbat sirkulasi.
Specific Surface Area (SSA)
SSA adalah satuan untuk menyatakan luas permukaan benda padat pada volume tertentu. Satuan ini penting untuk melihat potensi jenis media filter tertentu dalam hal menyediakan tempat tinggal untuk bakteri penitrifikasi. Satuan yang umum dipakai adalah m2/m3. Misalnya bioball mempunyai SSA 200 m2/m3, artinya dalam 1 m3 bioball yang dikumpulkan mempunyai jumlah luas permukaan sebesar 200 m2. Kalau total volume ruang filter yang diisi bioball adalah 3 m3 misalnya, berarti jatah tempat tinggal yang tersedia untuk bakteri penitrifikasi adalah 600 m2. Seandainya media diganti dengan kaljdnes yang mempunyai SSA 400 m2/m3, maka ruang filter bisa menyediakan tempat tinggal seluas 1.200 m2. Semakin tinggi SSA media filter, semakin baik karena semakin banyak bakteri yang bisa berkoloni, dengan demikian semakin banyak pula amoniak yang bisa diproses.
Berbeda dengan faktor-faktor lain yang telah dibahas sebelumnya, perubahan SSA perlu penggantian media. Selain itu, pembahasan tentang SSA ini masih mengabaikan komplikasi upaya peningkatan SSA yang mendesak void (ruang kosong yang bisa dilalui air) yang menipis dan dipertanyakan efektifitasnya sebagai rumah bakteri.
Penutup
Tentu saja sangat baik bila filtrasi bisa secara detil dan lengkap memenuhi kesemua faktor di atas. Bagaimanapun, ketidaksempurnaan masih mempunyai tempat. Kalau ada faktor yang jelas buruk, tidak berarti bahwa kolam harus gulung tikar. Misalnya, dengan alasan tertentu anda tetap mempertahankan media berSSA rendah, kemampuan filter tetap bisa memadahi bila faktor-faktor lain prima.
Pendeknya, penguasaan terhadap faktor-faktor penunjang nitrifikasi memberikan keleluasaan lebih besar untuk merancang filter kolam koi. Kalau Rumus 1/3 tidak bisa dipenuhi, peluang masih terbuka untuk membuat filter bekerja menjalankan fungsi sesuai kapasitas yang diperlukan. Sebaliknya, kalaupun adagium 1/3 dipenuhi, pengabaian faktor-faktor penunjang nitrifikasi bisa membuat filter pincang bahkan lumpuh.
Pustaka
Chen, et al., 2006
Antoniou, et al., 1990
FX Keko Sumowijoyo, Majalah Koi’s, Vol. VI, 2014