## IMPLEMENTASI TEKNOLOGI NANO MICROBUBBLE AERATOR  PADA KOLAM LELE UNTUK MENINGKATKAN KADAR OKSIGEN AIR DAN MEMPERCEPAT PERTUMBUHAN BENIH IKAN LELE
Poppy Puspitasari 1,2* , Avita Ayu Permanasari 1,2 , Sukarni Sukarni 1,2 , Ahmad Taufiq 2,3 , Galy Dwi Susilo 1,2 1,3 Universitas Negeri Malang 2 Centre of Advanced Materials for Renewable Energy (CAMRY) Universitas Negeri Malang Email: poppy@um.ac.id
Abstrak. Tujuan  dari  pengabdian  masyarakat  ini  ialah  untuk  memberikan  solusi  terhadap permasalahan yang tengah dihadapi oleh mitra berupa teknologi tepat guna untuk meningkatkan kadar  oksigen,  kualitas  air,  dan  mempercepat  pertumbuhan  benih  ikan  lele  berbasis  Nano MicroBubble Aerator yang dilengkapi dengan fitur, auto power timer, input oksigen, dan ozon generator.  Perangkat  ini  dapat  memproduksi  gelembung-gelembung  udara  yang  berukuran hingga 50 µm dan mengalirkan ke air kolam ikan. Metode pelaksanaan pengabdian masyarakat ini  dimulai  dengan  observasi  untuk  mengetahui  akar  permasalahan  pada  mitra,  implementasi perangkat  teknologi,  sosialisasi,  dan  pengujian  terhadap  pengaruh  perangkat  teknologi.  Hasil pengujian  menunjukan  bahwa  dengan  parameter  yang  diajukan.  Kadar  DO  pada  air  kolam meningkat sebanyak 25%, kapasitas benih ikan lele meningkat sebanyak 31%, dan jumlah benih ikan  lele  yang  mati  berkurang  hingga  60%.  Bedasarkan  hasil  pengujian  tersebut  dapat dismpulkan bahwa alat ini dapat menjadi solusi permasalahan yang dialami oleh mitra.
Kata  Kunci: Nano  MicroBubble  Aerator,  Auto  Power  Timer,  Ozon  generator,  Ikan  Lele, Budidaya Ikan Tawar.

## I. PENDAHULUAN
Saat  ini  budidaya  ikan  tawar  menjadi  usaha  budidaya  ikan  yang  menjanjikan  dikalangan masyarakat. Ikan lele merupakan salah satu komoditas budidaya yang diminati masyarakat karena permintaan yang meningkat dari tahun ke tahun. Jawa timur merupakan salah satu provinsi yang memiliki konsumsi ikan yang tinggi, sehingga membuka peluang besar untuk usaha budidaya ikan air tawar desa Karangbendo yang terletak di kabupaten Lumajang, Jawa Timur  (Sitio, Jubaedah and Syaifudin, 2017). Pelaku budidaya di desa karangbendo hanya membesarkan ikan lele, tidak memijahkan  benih  ikan  sendiri  melainkan  membeli  dari  petani  pemijah  benih  ikan.  Petani  ikan seharusnya  memperhatikan  faktor-faktor  yang  mempengaruhi  pertumbuhan  benih  ikan  lele, misalnya dimensi kolam yang mempengaruhi kapasitas maksimal benih yang dapat dibudidayakan (Sitio,  Jubaedah  and  Syaifudin,  2017),  oksigen  terlarut  dalam  air  kolam  yang  berpengaruh  pada kesehatan benih ikan lele (Pratama, Afiati and Djunaedi, 2016), temperatur pada air kolam yang menentukan  laju  metabolisme  (Tang,  Muhammad  and  Mulyadi,  2019),  kadar  pH  yang  sesuai karena  mempengaruhi  pertumbuhan  dan  kelangsungan  hidup  dari  benih  ikan  (Irawan  et  al., 2019).  Jadi,  salah  satu  upaya  untuk  meningkatkan  pertumbuhan  benih  ikan  lele  secara  optimal adalah  dengan  cara  mengontrol  dan  mengkondisikan  kualitas  air  pada  kolam  pembesaran  (M. Ervany Eshmat N. dan Abdul Manan Fakultas, 2019).
Permasalahannya  adalah  petani  tidak  memiliki  lahan  yang  cukup  luas  sehingga  dimensi  kolam yang digunakan tidak cukup besar, sehingga hanya mampu menampung kapisitas benih ikan lele dalam  jumlah  terbatas.  Petani  juga  memiliki  kendala  dalam  sistem  perairan  yang  digunakan. Sistem  perairan  tetap  sehingga  kondisi  air  yang  menjadi  tempat  budidaya  ikan  tidak  memiliki sirkulasi  yang  cukup  baik  dan  menyebabkan  kadar  oksigen  dalam  air  menjadi  tidak  terkontrol,
Poppy Puspitasari, Avita Ayu Permanasari1, Sukarni Sukarni, Ahmad Taufiq, Galy Dwi Susilo Implementasi Teknologi Nano Microbubble Aerator .... 15
mengakibatkan  pertumbuhan  benih  ikan  lele  menjadi  tidak  optimal  (Kosasi  et  al.,  2015). Keterbatasan  lahan  dan  teknologi  menyebabkan  budidaya  bibit  ikan  lele  menjadi  tidak  optimal dan menyebabkan pertumbuhan ikan lele terhambat, dikarenakan sistem perairan yang digunakan tetap  sehingga  sirkulasi  oksigen  pada  kolam  menjadi  tidak  terkontrol  dan  dimensi  kolam  yang digunakan  tidak  cukup  besar.  Oleh  karena  itu,  diperlukan  inovasi  untuk  membudidayakan  ikan dengan  menggunakan    nano  microbubble  aerator  yang  berfungsi  untuk  meningkatkan  kadar oksigen  pada  kolam  sehingga  mengoptimalkan  pertumbuhan  ikan  lele  (Firra,  Iwan  and  Tuhu Agung, 2016).
Nano  microbubble  aerator  ialah  aerator  yang  memproduksi  gelembung  udara  berukuran  mikro (1-100µm)  yang  secara  signifikan  akan  meningkatkan  kandungan  gas  (oksigen,  karbondioksida, nitrogen,  dll)  di  dalam  ekosistem  perairan.  Penggunaan  alat  ini  memiliki  kemampuan  untuk membunuh bakteri yang hidup secara aerob ataupun anaerob, selain itu juga dapat mengurangi jumlah  pencemaran  pada  air  dan  dapat  meningkatkan  kualitas  air  kolam  (Hermawan,  Iskandar and  Subhan,  2012).  Nano  microbubble  aerator  ini  dilengkapi  dengan  fitur  auto  power  timer, input oksigen dan ozon generator.
Fitur  auto  power  timer  memiliki  fungsi  untuk  menghemat  penggunaan  daya  listrik  pada  saat mesin beroperasi karena fitur ini membuat mesin beroperasi hanya dengan durasi 1-2 jam, serta mesin  akan  berhenti  selama  30  menit.  Fitur  tersebut  bermanfaat  untuk  mencegah  terjadinya overheat  pada  pompa  air  yang  beroperasi  terus-menerus  dan  memperpanjang  umur  suku cadangnya.  Fitur  input  oksigen  berfungsi  sebagai  inlet  untuk  tabung  oksigen  murni  dengan kapasitas 0,25 lpm yang dapat meningkatkan kadar oksigen dalam air. Selain itu, ada fitur ozon generator yang berfungsi untuk mensterilisasi air dari bakteri dan virus yang dapat diatur sesuai kebutuhan  dan  dinonaktifkan.  Berdasarkan  permasalahan  tersebut,  solusi  yang  dapat  digunakan adalah  dengan  menerapkan  teknologi  tepat  guna  nano  microbubble  aerator  untuk  mendukung mitra  UD.  Tani  Berkah,  sehingga  dapat  meningkatkan  pertumbuhan  benih  ikan  lele  yang berdampak pada produksi ikan yang meningkat.

## II. METODE
Untuk  mendukung  pelaksanaan  kegiatan  ini  maka  digunakan  beberapa  metode  pendekatan, sebagai berikut:
Observasi  lapangan, bertujuan  untuk  memperoleh  informasi  dan  mengamati  secara  langsung permasalahan  yang  tengah  dihadapi  oleh  mitra,  sehingga  dapat  menentukan  solusi  (teknologi tepat guna) yang sesuai untuk memecahkan masalah.
Tanya jawab dan diskusi , bertujuan untuk mendapatkan data dan sumber permasalahan yang tengah  dihadapi  oleh  mitra,  sehingga  dapat  digunakan  sebagai  parameter  dalam  proses  instalasi teknologi yang ditawarkan sebagai salah satu solusi.
Pengadaan  peralatan  dan  bahan ,  bertujuan  untuk  melengkapi  kebutuhan  yang  diperlukan untuk implementasi nano microbubble aerator .
Uji coba perangkat teknologi, bertujuan untuk memberikan pelatihan kepada mitra bagaimana prosedur  pengoperasian  dan  perawatan  perangkat  teknologi  agar  alat  dapat  digunakan  dengan baik dan tidak mengalami kerusakan dengan cepat.
Evaluasi hasil kegiatan , bertujuan untuk menganalisis dan menentukan manfaat yang diperoleh selama  kegiatan  dan  penggunaan nano  microbubble  aerator yang  dilengkapi  dengan  fitur auto  power timer , input oksigen dan ozon generator .
Mitra pada kegiatan ini ialah UD. Tani Berkah yang berlokasi di Desa Karangbendo, Kabupaten Lumajang.
16 JP2T, Volume 3, Nomor 1, April 2022 E-ISSN. 2686-1232

## Teknologi nano microbubble aerator
Desain dan skema dari sistem perangkat teknologi ini ditunjukkan pada gambar 1. Cara kerja dari perangkat  dijabarkan  sebagai  berikut  ini:  1)  Perangkat  teknologi nano  microbubble  aerator dapat dioperasikan  dengan  menekan  saklar on ,  dan  perangkat  akan  beroperasi  secara  otomatis  karena ada  fitur auto power timer ;  2)  Pengguna  dapat  mengatur  kecepatan nozzle dalam  mengeluarkan gelembung udara dengan mengganti nozzle low speed untuk kecepatan rendah dan nozzle high speed untuk kecepatan tinggi; 3) Pengguna juga dapat menambahkan oksigen murni ke dalam air kolam melalui  alat  ini,  karena  dilengkapi  dengan inlet oksigen;  4)Pengguna  dapat  menggunakan  atau menonaktifkan  fitur ozon generator yang  berfungsi  untuk  mensterilisasi  air  kolam;  5)Air  kolam secara  berkala  akan  diambil  sampel  untuk  diperiksa  terkait  DO,  kekeruhan,  pH,  dan temperaturnya; 6)Proses ini akan berjalan terus-menerus secara otomatis.

## Gambar 1. Teknologi Nano Microbbuble Generator

## Nozzle microbubbles
Nozzle dari nano microbubble aerator ditunjukkan pada gambar 2. Nozzle ini memiliki fungsi untuk memproduksi  gelembung  udara  di  dalam  air  kolam  dengan  ukuran  diameter  mencapai  50  µm dengan 2 jenis kecepatan nozzle yaitu low speed dan high speed . Perangkat ini memiliki kemampuan untuk  menghasilkan  gelembung  gas  (oksigen,  karbondioksida,  nitrogen,  dll)  yang  diperlukan dalam  pertumbuhan  benih  ikan  lele,  sehingga  dapat  meningkatkan  kualitas  air  yang  tercemar karena disebabkan oleh sirkulasi air kolam yang tidak mengalir, endapan yang dihasilkan oleh sisa pakan  dan  kotoran  ikan  yang  mengakibatkan  penyakit  atau  stres  pada  ikan  akan  dapat diminimalisir. Nozzle ini  digunakan  pada  kolam  mitra  yang  memiliki  dimensi  kolam  dengan panjang 3 meter dan lebar 2 meter.
Gambar 2. Nozzle nano microbubble aerator
Poppy Puspitasari, Avita Ayu Permanasari1, Sukarni Sukarni, Ahmad Taufiq, Galy Dwi Susilo Implementasi Teknologi Nano Microbubble Aerator .... 17
Cara kerja dari nano microbubble aerator adalah: (1) air dari kolam dipompa dengan tekanan tinggi dari  mesin  pompa  yang  melalui  pipa inlet ,  namun  air  terlebih  dahulu  disaring  oleh  filter  agar kotoran  tidak  masuk  kedalam  mesin,  kemudian  akan  di  alirkan  ke  pipa outlet yang  memiliki diameter  yang  lebih  kecil,  sehingga akan  menghasilkan  tekanan  air yang  lebih  tinggi.  (2)  nozzle memiliki membran-membran kecil, sehingga pada bagian terluar nozzle dapat menyerap udara dari luar.  (3)  udara  yang  diserap  dari  luar  masuk  ke  dalam nozzle sehingga  menyebabkan  adanya tekanan di dalam pipa yang rendah, udara akan masuk dan air yang bertekanan tinggi terpecah. Selanjutnya  air  akan  mengalir  keluar  melalui nozzle dengan  memiliki  bentuk  gelembung- gelembung kecil yang halus.
Auto power timer

## Gambar 3. Auto Power Timer
Auto power timer dari nano microbubble aerator ditunjukkan pada gambar 3. komponen ini memiliki fungsi  untuk  mengatur  waktu  operasi  dari  mesin nano  microbubble  aerator ,  dimana  waktu  operasi akan  secara  otomatis  menyala  dalam  rentang  waktu  1  jam  hingga  2  jam  dan  selanjutnya  akan berhenti  untuk  istirahat  selama  30  menit  yang  selanjutnya  akan  menyala  kembali  dengan  siklus tersebut. Cara kerja komponen ini adalah dengan memotong arus dari sumber daya ke power supply mesin. Fitur ini memiliki manfaat untuk mencegah terjadinya overheat pada pompa air yang bekerja secara  terus-menerus,  memperpanjang  umur  suku  cadang  alat  sehingga  bisa  digunakan  dalam jangka waktu yang lama serta mengurangi biaya perbaikan.
Ozon generator

## Gambar 4. Ozon Generator
Ozon  generator dari nano  microbubble  aerator ditunjukkan  pada  gambar  4.  komponen  ini  memiliki fungsi  untuk  menghasilkan  gas ozon .  Komponen  ini  dapat  mengubah  oksigen  (O 2 )  menjadi trioksigen  (O 3 ),  dengan  sifat  bawaanya  tersebut  dapat  menetralisir  dan  mengurai  CO,
Ammonium, Sulfat, Metana, serta berbagai macam unsur berbahaya lain. Manfaat lain dari ozon adalah kemampuannya untuk membunuh bakteri, kuman, dan virus.
Filter Inlet
Gambar 5. Filter Inlet
Filter inlet dari nano microbubble aerator ditunjukkan pada gambar 5. komponen ini memiliki fungsi untuk  menyaring  kotoran  atau  partikel  kasar  dan  besar  pada  air  kolam  sebelum  air  dipompa masuk  ke  dalam  mesin.  komponen  tersebut  mencegah  adanya  kotoran  atau  partikel  yang menyebabkan kerusakan pada mesin pompa air.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  dari  pelaksanaan  kegiatan  pengabdian  masyarakat  ialah  untuk  memecahkan  permasalahan yang tengah dihadapi oleh mitra UD. Tani Berkah, yaitu untuk mengontrol dan mengkondisikan kualitas air pada kolam pembesaran benih ikan lele dengan perangkat teknologi nano microbubble aerator yang memiliki fitur auto power timer , input oksigen, dan ozon generator . Beberapa kegiatan yang telah  dilaksanakan  ialah  sebagai  berikut:  1)  Melaksanakan  kunjungan  lapangan  yang  bertujuan untuk  mencari  akar  permasalahan  yang  tengah  dihadapi  oleh  mitra  UD.  Tani  Berkah;  2) Melaksanakan  tanya  jawab  dan  diskusi  yang  bertujuan  untuk  memperoleh  informasi  dan  data yang akurat; 3)Pengadaan peralatan dan bahan yang dibutuhkan untuk nano microbubble aerator yang memiliki  fitur auto  power  timer , input oksigen,  dan ozon generator ;  4)Instalasi  perangkat  tambahan seperti: kelistrikan, rangka cover, dan pipa pada kolam lele; 5)Uji coba alat yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh penggunaan nano microbubble aerator pada air kolam lele; 6)Adanya transfer teknologi  dan  pengetahuan  terhadap  mitra  yang  diberikan  dalam  bentuk  pelatihan,  prosedur penggunaan,  dan  petunjuk  perawatan;  7)Pemberian  jadwal  bimbingan  secara  berkala  terhadap mitra yang bertujuan untuk mengetahui dan memperoleh data tingkat keberhasilan alat yang telah di implementasikan pada kolam lele; 8)Melaksanakan evaluasi kegiatan.
Hasil  dari  evaluasi  terkait  implementasi nano  microbubble  aerator dengan  fitur  yang  memiliki  fitur auto  power  timer , input oksigen,  dan ozon generator ini  ditampilkan  pada  tabel  1.  untuk  mengetahui adanya perbedaan antara sebelum dan sesudah adanya kegiatan pengabdian masyarakat ini.
No Komponen Kondisi sebelum Penerapan Kondisi sesudah penerapan 1 Monitoring kualitas air Tidak ada Ada 2 Konsumsi listrik 0% 40% 3 Peningkatan kadar DO 0% 25% 4 Tingkat kepadatan kolam 300 ekor/m 3 400 ekor/m 3 5 Frekuensi pembersihan kolam 2 kali/minggu 1 kali/minggu 6 Jumlah benih ikan lele mati 21 ekor/minggu 8 ekor/minggu
Sumber : Dokumen pribadi, (2021)
Poppy Puspitasari, Avita Ayu Permanasari1, Sukarni Sukarni, Ahmad Taufiq, Galy Dwi Susilo Implementasi Teknologi Nano Microbubble Aerator .... 19
Tabel  1  menunjukkan  bahwa  dengan  adanya  implementasi  perangkat  teknologi nano  microbubble aerator dengan fitur auto power timer , input oksigen, dan ozon generator memberikan dampak positif bagi  mitra  pengabdian  yaitu  adanya  monitoring  kualitas  air  secara  berkala,  meningkatkan  kadar DO  pada  air  kolam,  meningkatnya  kepadatan  benih  ikan  lele  mencapai  31%,  menurunnya frekuensi  untuk  membersihkan  air  kolam  lele,  menurunnya  jumlah  benih  ikan  lele  yang  mati mencapai 60%.

## IV. KESIMPULAN
Kesimpulan yang didapatkan dari pelaksanaan kegiatan pengabdian masyarakat pada mitra UD. Tani  Berkah  dengan  adanya  implementasi  teknologi  tepat  guna  untuk  mengontrol  dan mengkondisikan  air  kolam  berbasis nano  microbubble  aerator ,  adalah  sebagai  berikut  ini:  1) Implementasi teknologi terbaru berupa nano microbubble aerator yang berfungsi untuk mengontrol dan mengkondisikan kualitas air kolam; 2)Transfer teknologi dan pengetahuan berupa pelatihan cara  pengoperasian,  prosedur  dan  petunjuk  perawatan  alat nano  microbubble  aerator kepada  mitra UD. Tani Berkah; 3)Dampak positif terhadap mitra yang selama ini memiliki permasalahan pada kualitas  air  yang  tidak  terkontrol,  menjadi  mudah  untuk  dikontrol  karena  adanya  alat  yang meningkatkan kualitas air.
Kegiatan  pengabdian  masyarakat  ini  berupa  implementasi  teknologi  tepat  guna  untuk meningkatkan  kualitas  air  pada  kolam  benih  lele  berbasis nano  microbubble  aerator ini  sangat bermanfaat.

## V. SARAN
Saran  untuk  pengembangan  perangkat  teknologi  ialah  berupa  integrasi  dengan  aplikasi  yang terhubung dengan sensor yang secara otomatis dapat mengetahui kualitas air, dan ketika kualitas air menurun maka mesin akan beroperasi secara otomatis. Bagi UD. Tani Berkah disarankan agar dapat  merawat  dan  memaksimalkan  dari  implementasi  teknologi  untuk  mengontrol  dan mengkondisikan  kualitas  air  kolam  berbasis nano  microbubble  aerator dengan fitur  auto  power  timer , input oksigen, dan ozon generator yang telah dihibahkan.

## VI. UCAPAN TERIMAKASIH
Terima  kasih  kepada  Universitas  Negeri  Malang  yang  telah  mendukung  kegiatan  ini  melalui Hibah  Pengabdian  Kepada  Masyarakat  pendanaan  PNBP  2021  dengan  nomer  kontrak 4.3.1057/UN32.14.1/PM/2021.

## VII. DAFTAR RUJUKAN
Firra,  R.,  Iwan,  W.,  &  Tuhu  Agung,  R.  (2016).  Peningkatan  Efektifitas  Aerasi  dengan Menggunakan  Micro  Bubble  Generator  (MBG).  Envirotek:  Jurnal  Ilmiah  Teknik Lingkungan, 8(2), 88–97.
Hermawan, A., Iskandar, I., & Subhan, U. (2012). PENGARUH PADAT TEBAR TERHADAP KELANGSUNGAN  HIDUP  PERTUMBUHAN  LELE  DUMBO  (Clarias  gariepinus Burch.)  DI  KOLAM  KALI  MENIR  INDRAMAYU.  Jurnal  Perikanan  Dan  Kelautan, 3(3), 85–93.
Irawan,  D.,  Sari,  S.  P.,  Prasetiyono,  E.,  &  Syarif,  A.  F.  (2019).  Performa  Pertumbuhan  Dan Kelangsungan  Hiduo  Ikan  Seluang  (  Rasbora  einthovenii  )  Pada  Perlakuan  pH  Yang Berbeda  Growth  Performance  And  Survival  Rate  Of  Brilliant  Rasbora  (  Rasbora einthovenii )At Different pH Treatments. Jurusan Akuakultur, 4(2), 15–21.
Kosasi, S., Kuway, S. M., Ayu, I. D., & Yuliani, E. (2015). Perancangan Sistem Perangkat Lunak Penunjang  Keputusan  Memilih  Bibit  Ikan  Air  Tawar  ISBN :  979-26-0280-1  ISBN : 979-26-0280-1. Seminar Nasional Teknologi Informasi Dan Komunikasi Terapan, 23–28.
M. Ervany Eshmat N. dan Abdul Manan Fakultas. (2019). Analysis of Water Quality Conditions on Humpback Grouper Culture. Journal of Chemical Information and Modeling, 53(9), 1689–1699.
Maru Hariati Friska Sitio, Dade Jubaedah, M. S. (2017). Kelangsungan Hidup Dan Pertumbuhan Benih Ikan Lele (Clarias sp.) Pada Salinitas Media Yang Berbeda. Jurnal Akuakultur Rawa Indonesia, 1(1), 83–96. https://doi.org/10.1021/jacs.7b00823
Pratama,  F.,  Afiati,  N.,  &  Djunaedi,  A.  (2016).  KONDISI  KUALITAS  AIR  KOLAM BUDIDAYA DENGAN PENGGUNAAN PROBIOTIK DAN TANPA PROBIOTIK TERHADAP  PERTUMBUHAN  IKAN  LELE  SANGKURIANG  (Clarias  sp)  DI CIREBON,  JAWA  BARAT.  MANAGEMENT  OF  AQUATIC  RESOURCES,  5(L), 38–45.
Tang,  G.,  Muhammad,  U.,  &  Mulyadi.  (2019).  Pengaruh  Suhu  Berbeda  terhadap  Laju Pertumbuhan  dan  Kelulushidupan  Benih  Ikan  Selais  (  Kryptopterus  lais  ).  Jurnal Perikanan Dan Kelautan, 24(2), 101–105.