Pengolahan air minum pdam instalasi

BAB I
PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang
Air merupakan salah satu komponen lingkungan yang mempunyai peranan
yang

cukup

besar

dalam

kehidupan.

Bagi

manusia

air

berperan

dalam

kegiatan pertanian, industri, dan pemenuhan kebutuhan rumah tangga. Air yang digunakan
harus memenuhi syarat dari segi kualitas maupun kuantitasnya. Kualitas air dapat ditinjau
dari

segi

fisik,

kimia,

dan

biologi.

Kualitas

air

yang

baik

tidak

selamanya

tersedia di alam. Perkembangan industri dan permukiman dapat mengan
c a m kelestarian air bersih.
I.2. Maksud dan Tujuan
Secara umum pada makalah ini menjelaskan tentang teori-teori
yang mendukung pada analisa permasalahan yaitu mengenai p r o s e s
p e n g o l a h a n a i r y a n g a d a a d a l a h m e n g h i l a n g k a n kontaminan dalam air, atau
mengurangi konsentrasi kontaminan tersebut sehingga menjadi air yang diinginkan sesuai
kebutuhan (pengguna akhir) tanpa merugikan dampak ekologis. Proses-proses yang terlibat
dalam

pemisahan

kontaminan

dapat

menggunakan

Proses Fisik seperti menetap dan penyaringan Kimia seperti Desinfeksi
dan

Koagulasi. Selain itu proses Biologi juga digunakan dalam pengolahan air

limbah, prosesproses ini dapat meliputi, mencampur dengan Udara, diaktifkan Lumpur atau
Saringan pasir padat
I.3. Pembatasan Masalah
Pada makalah ini yang menjadi pokok pembahasannya adalah
permasalahan pengolahan air bersih.
BAB II
1

PEMBAHASAN

2.1

Bar Screen
Bar screen merupakan unit pengolahan pendahuluan (fisik) dalam WWTP. Bar
screen adalah saringan berbentuk batang-batang horizontal dengan jarak antar batang
10 cm. dengan bentuk batang parallel, tongkat, kawat, perforated dan Kisi dan
letaknya sebelum unit pompa dan grit chamber maka Screening digunakan untuk
menyisihkan padatan kasar yang terdapat pada limbah cair seperti kayu, ranting,
papan, dan padatan besar/kasar lainnya. Manfaat utama screening ini adalah untuk
pemeliharan peralatan pompa dan juga menjaga adanya penumpukkan (clogging)
pada katup dan sarana lainnya.
Layar bar hadir dalam banyak desain. Namun sesuai kontruksinya dibagi
kedua macam yaitu Saringan Kasar (Coarse Screen), dan Saringan Halus (Fine
Screen) Beberapa menggunakan mekanisme pembersihan otomatis menggunakan
motor listrik dan rantai, beberapa harus dibersihkan secara manual dengan cara
menyapu berat.
Kemudian penting sekali untuk memilih screen yang tepat dengan beberapa

pertimbangan seperti : Kecepatan aliran maksimum dan minimum air limbah yang
akan melewati screen, Debit air limbah saat ini dan di masa yang akan datang,
Besarnya celah yang diperlukan, Headloss yang melewati screen, Penanganan
material yang tertahan pada screen hingga pembuangannya, Ketersediaan ruang, Pola
debit harian, Karakteristik air limbah (dalam hal ini jenis/ukuran material yang akan
melewati screen), Biaya instalasi dan operasional, Lokasi pemasangan (indoor atau
outdoor), Mekanisme pemantauan operasional screen, Potensi timbulnya bau, Bentuk
dan model screen, Material screen.

2

Gambar 1 Manual Screen Coarse

Gambar 2 Screen Fine

Gambar 3 Self Screen

3

2.2

Grit Chamber
Grit Chamber adalah bertujuan untuk menghilangkan kerikil, pasir, dan
partikel-partikel lain yang dapat mengendap di dalam saluran dan pipa-pipa serta
untuk melindungi pompa-pompa dan peralatan lain dari penyumbatan, abrasi, dan
overloading, Macam - macam grit yaitu: Grit removal digunakan untuk mengambil
padatan-padatan yang memiliki ukuran partikel lebih kecil dari 0,2 mm. Grit yang
terambil biasanya juga mengandung bahan-bahan organik yang mengendap secara
bersamaan. Oleh karena itu, grit perlu dicuci terlebih dahulu untuk mencegah adanya
bau dan masalah-masalah kesehatan yang mungkin timbul, lalu Grit Chamber
Removal Sederhana – didasarkan pada kecepatan horizontal air yang melalui saluran.
Sistem ini kurang baik karena kecepatan sebesar 0,3 m/detik tidak dapat dijamin
4

konstan setiap saat. Namun, tipe ini dapat diperbaiki untuk memperoleh kecepatan
yang konstan, yakni dengan menambahkan weir. Bentuk weir bervariasi, ada yang
segiempat, trapezium, dan segitiga. Jika pembersihan dilakukan secara manual, harus

ada dua buah, untuk Pengolahan Air Limbah Fisika Grit Chamber Removal jika salah
satu dibersihkan, yang lain dapat dioprasikan, lalu Circular Grit Chamber Removal –

Grit masuk dalam grit removal dari bagian samping dan mengendap di tengah-tengah
tangki. Grit yang berada di tengah-tengah bak diambil dengan menggunakan pompa
atau air lift untuk dipindahkan ke tempat pengeringan (gravity drying tanks).
Kecepatan aliran masuk berkisar antara 0,7 – 1,0 m/detik dan kecepatan aliran keluar
sebesar 0,8 m/detik. Secara teoritis, waktu tinggal tidak lebih dari 45 detik, dan yang
terakhir adalah Aerated Grit Chamber – Air yang mengalami aerasi akan
menyebabkan terjadinya arus perputaran pada air limbah sehingga kecepatan pada
bagian bawah Pengolahan Air Limbah Fisika Grit Chamber konstan. Dengan
demikian, tidak akan terjadi pengendapan zat-zat organic. Kedalaman minimum yang
diperlukan untuk menjamin terjadinya perputaran air secara vertical adalah 2 m,
dengan laju udara masuk sebesar 10-25 m2/m.jam. Sistem ini juga sering digunakan
dalam pemisahan oli.

5
Gambar 4 Grit Chamber
sederhana

Gambar 4 Circular Grit Chamber

Gambar 4 Aerated Grit Chamber

6

7

8

9

10

DESAIN PENGOLAHAN AIR BERSIH
3.1

DATA

Aparemet adalah hunian vertikal yang cukup di gemari di Indonesia pada saat ini.suatu
Apartement mempunyai kapasitas maksimal penghuni 800 orang sudah termasuk pengelola
gedung, pengurus dan karyawan serta tenagga keamanan.
Kapasitas penghuni

= 800

Orang

Kebutuhan per orang dalam sehari

= 250

liter/orang/hari

Jumlah 800 x 250 = 200,000
Kebutuha untuk hidrant 10% dari kebutuhan = 20,000
Jumlah 200.000 + 20.000= 220,000
200.000 : 1000 = 220
= 0.025

3.2

liter/hari

liter
liter/hari
m3/hari
m3/s

PINTU MASUK (Inlite)

Pintu masukterdiri dari 1 unit sedangkan saringan ada 2 yaitu yang kasar dan halus berikut
dimensi.
Level sungai
Maksimum ketingian air

=2

meter

Minimum ketingian air

=1

meter

Rata rata ketingian air

= 1.5

meter

Kedalaman saluran

= 1.5

meter

Jumlah unit

=2

Ukuran saluran terbuka
Lebar saluran

= 0.4

meter

Panjang saluran

=2

meter

Lebar bukaan

=5

cm
11

Tebal plat

=5

mm

Tebal plat

=5

mm

Kerapatan

= 20

mm

Tinggi saluran

=3

meter

Lebar saluran

=1

meter

Lebar bukaan

=1

meter

Tebal plat

= 0,5

meter

Jumlah pompa

=2

unit

Ukuran saringan halus

Dimensi saluran tertutup

Kriteria desain

3.3

Kecepatan aliran pada saringan kasar = < 0.025

m/s

Kecepatan aliran pada pintu intake

m/s

= < 0.025

Kecepatan aliran pada saringan halus = < 0.2

m/s

Lebar bukaan saringan kasar

=5–8

cm

Lebar bukaan saringan halus

=5

cm

Efisiensi saringan (EFF)

= 0.5 – 0.6

PERHITUNGAN PADA SARINGAN KASAR

V=Q/A

V

=

Kecepatan

m/s

Q

=

Debitaliran

m3/s

A

=

Luasbukaan

m2

12

V

0.023
0.5
m
0.023
m
x
5

=
=

0.5

x

5

m

x

m3/s
M
m3/s
0.5

=

0.009

m/s

=

0,0184

m/s

=

0.0184

m/s

=

0.009

m3/s

Kecepatan aliran pada pintu inlite
Kecepatan aliran maksimal

= 0.023

m/s

Debit minumum dengan asumsi kecepatan

= 0.023

m/s

Luas bukaan (A)
Luas bidang minimal

m2

10 meter x 2 meter = 20

Q = A x V = 20 m2 x 0.023 m/s
Jumlah Pompa

= 0.46

m3/s

= 2 x 30

m/detik

Kriteria desain waktu defense >1.5 meter
Bak Pengumpul / Bak Panampung

Σd

=

m3/s

= Debit = 0.023

Panjang

=2

meter

Lebar

= 1.5

meter

Tinggi

=1

meter

V
Q

=

3.4

(

2 x 1.5 x 1
0.023

)

=

3
0.023

=

130.43 detik

=

2

menit

KONGULASI

Debit

= 0.023

m3/s

Type pengadukan dengan terjunan
-

Jumlah terjunan 2 (n)

=2

meter

-

Debit tiap terjunan (q)

= 0.009

m3/s

-

Panjang Bak (P)

=2

meter

-

Lebar Bak (L)

=1

meter

-

Tinggi Bak (T)

=1

meter
13

-

Freeboard

= 0.25

meter

-

Tinggi Terjunan (TT)

=1

meter

-

Viskositas Kenematik Pada 25° (v)

= 0.893 x 10⁻⁶ m3/s

Kriteria Desain
= (100 x 1000) det -1

G

G x td = ( 30.000 - 60.000)
Td

= 10 det - 5 menit

Perhitungan
Total Volume
V

=PxLxT
= 2 x1,5 x 1

V

m3

=3

Waktu defense
V
td

=

=

=

q

G

m3

3
0.023

g
v

=

x
x

H
Td

=

=

x

td

=

130.45

det

m /det

=

G

130.4348

3

x

290.215

9.81
1
x
0.893 x 10⁻⁶ x 130 x 43
9.81
0.00016
290.215
det⁻1

=

37.852

det

3.5

F
L

OKULASI
14

Type pengaduk lambat Buflet channel
Jumlah bak 2
Debit tiap bak (q)

= 0,023

m3/det

Panjang

=4

meter

Lebar

= 0.25

meter

Kedalaman (H)

= 0,6

Kedalaman air (H)

= 0.4

Jumlah belokan (S)

=7

Panjang belokan (Pb)

= 0.65

meter

Waktu detensi (fd)

= 15 – 45

menit

Gradien kecepatan (g)

= 10⁻1

m3/s

G x fd

= 10 4 - 10 5

Koefisien gesekan (k)

= 2 – 3,5

Kehilangan tekanan (ht)

= 0.3 – 1

Viskositas Kenematik Pada 25° (v)

= 0.893 x 10⁻⁶ m3/s

- Luas basah

=

A = L x H = 0.25 x 0.4

= 0.1

- Keliling basah

=

P=L+(2xH)

3.6

KRITERIA DESAIN

m2

= 0.25 + 2 x 0,4
= 1.05

R
- Jari-jari

=
=

0,095

=

meter

A
Pb

=

meter
0.1

m2

1.05

m

meter

15

Soot

ΔΗ
ρ

(S) =

Volume =

P

=

0.16
4

=

0.04

x L x T = 4 X 0.25 x 0.6 =

m

0.6

3

Kecepatan aliran saluran
Koefisien kekasaran saluran terbuat dari beton
VL

1
n
1
0.013

=
=
=

76.923

=

0.098

x

R

x

0.095

x

2
3
2
3

0.063

n = 0.013
x

S

x

0.04

x

0.02

1
2
1
2

Kehilangan tekanan pada saat lurus (HL)

HL

=

(

n

x

VL

X

R

2
3

L

HL

= Kehilangan tekan saat lurus

meter

n

= Koefisien minim saluran dari beton

= 0.013

Vl

= Kecepatan aliran pada saluran

m/s

L

= Lebar saluran

meter

R

= Jari-jari basah

m

1
2

2

)

A
ρ

16

A

= Luas basah

ρ

= Keliling basah

0.013
HL

=

X

0.098

(

4

1
2

2
3

0.095

2

)

0.002540
0.063

=
=

2

0.040

= 0.0016

3.7

x

m

m

BELOKAN

Jumlah

(S)

=7

Panjang

(Pb)

= 0,6

Lebar belok

(Lb)

= 0.25

Dalam air

(Hb)

= 0.4

Total volume air belokan
Vab

= Pb x
= 0.6 x
= 0.3 m 3
Luas penampang
Ab

=

Lb

x

Lb
0.25

Hb

X
X

=

Hb
0.4

0.25

x

X
X

5
5

0.4

=

0.1

m2

Kecepatan aliran pada belokan
Vb

=

q
Ab

=

0.023
0.1

=

0.23

m/s

17

Head leas
Hb =

K

=

2

=

2

Vb2
2xq
2

0.23
x
2
0.0529
19.62

9.81

= 0.005
K = Koefisien gesekan

=2

Kehilangan tekanan total

= (Htot)

Htot

=

=

HL + Hb

0.072

+

0.005 = 0.077 m

Waktu defense
fd =

V
Q

=

0.3 x
5
0.023

=

65.22

det

=

1.09

menit

Gradien kecepatan
qhtot
fd

G =

9.81
0.893 x 10⁻⁶

=

x

fd

0.077
65.22

0.077392457

=
G

X
X

=

58241460.000
=

1.32882E-09

x

1.32882E-

2.215E-

09

11

65.22

=

8.67E-08

BAB III
KESIMPULAN

18

Dalam Proses pengolahan Air atau Water Treatmen terdapat
tahapan saluran, Bar Screen, Grit Chamber, dan Tanki Sedimentasi
Primer. Kemudian tipe screen berdasarkan kontruksinya ada Coarse
Screen dan juga Fine Screen
Apabila air mengalir pada statu aliran terbuka, air tersebut akan
memiliki tahanan saat mengalir ke hilir, tahanan mengadakan perlawanan
terhadap komponen gaya berat yang mengakibatkan air tersebut
mengalir.
DAFTAR PUSTAKA
Hirshleifer, Jack,dkk. 1960. Water Supply: Economic Technology and
Policy. USA : The University of Chicago Press.
Metcalf and Eddy, 2004, Wastewater Engineering 4th edition, McGraw Hill
International Editions, New York.
http://www.airlimbah.com/2014/05/screening-air-limbah/,Metcalf

and

Eddy,

Hill

2004,

Wastewater

Engineering

4th

edition,

McGraw

International Editions, New York.
* Lin, Shundar, 2007, Water and Wastewater Calculations Manual 2nd Ed,
McGraw-Hill, New York.
* www.mrwa.com (diakses 16 Oktober 2017)
* www.kingcounty.gov (diakses 16 Oktober 2017)
* www.ce.siue.edu (diakses 16 Oktober 2017)
* nptel.iitm.ac.in (diakses 17 Oktober 2017)

19