L imbah akuakultur menjadi masalah terhadap lingkungan karena ketergantungan terhadap konsumsi air dan menghasilkan kuantitas air limbah berlebih. Oleh karena itu, penggunaan kembali air limbah (wastewater reuse) penting dilakukan untuk mengurangi beban volume air limbah ketika dibuang ke lingkungan. Alternatif teknologi proses daur ulang air limbah dapat dilakukan melalui sistem resirkulasi akuakultur atau Recirculating Aquaculture System (RAS). Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kinerja RAS berdasarkan variasi volume kolam perlakuan media hidup ikan terhadap parameter konsentrasi awal amonia. Penelitian ini menggunakan tiga unit filter yaitu filter multimedia (FMM) dan filter karbon aktif (KA) sebagai pra-pengolahan dan membran nanofiltrasi (NF) sebagai media pengolahan utama. Variasi pengolahan dilakukan berdasarkan volume air pada kolam perlakuan sehingga dihasilkan perbedaan konsentrasi amonia sebagai parameter kajian utama. Volume air yaitu sebesar 1000 L, 750 L, serta 500 L dengan 100 ekor ikan koi (Cyprinus rubrofuscus) pada setiap bak. Hasil dari penelitian ini dapat diketahui efisiensi reduksi amonia dan nitrit dari air baku hingga efluen unit NF pada konfigurasi. Dalam pengolahan RAS dapat dicapai penyisihan amonia 97,5% dan 100% untuk nitrit. Fenomena fouling dalam proses filtrasi dapat diamati melalui perubahan nilai fluks dan resistensi pada membran. Penurunan nilai fluks maksimal mencapai 25,3%. Peningkatan nilai resistensi Rm dan Rf terendah, berkisar 338,7 – 385,33 m·detik2/L dengan peningkatan sebesar 12 % pada Rm dan peningkatan hingga 37,51 pada Rf. Pengembangan model dilakukan dengan menggunakan kondisi tidak tunak berdasarkan hubungan antara fluks solvent dan fluks solute dalam unit NF. Tujuan permodelan ini adalah untuk memprediksi nilai konsentrasi amonia dalam aliran permeate serta parameter-parameter yang memengaruhi kinerja membran NF. Nilai A_w, B_s, dan X berbeda-beda pada setiap variasi karena perbedaan variasi perlakuan mengakibatkan perbedaan beban kerja pada membran. Parameter B_s terbukti memiliki kontribusi terbesar dalam mempengaruhi nilai permeate NF