Perhitungan Unit Unit Instalasi Pengolah

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

BAB VII
HASIL PERENCANAAN UNIT – UNIT
INSTALASI PENGOLAHAN AIR MINUM
VII.1. Umum
Pada bab ini diuraikan hasil perencanaan unit-unit Instalasi
Pengolahan Air Minum Kota Kendari. Sedangkan perhitungan detail unitunit instalasi tersebut diuraikan pada Lampiran D, dan persamaanpersamaan yang digunakan telah diuraikan pada Bab VI.

VII.2. Intake
Struktur intake dibangun pada sumber air baku dengan tujuan
utama mengumpulkan air untuk instalasi pengolahan air minum. Pada
perencanaan ini akan dibuat dua buah intake. Masing-masing intake akan
dilengkapi oleh :
•

Bar screen

•

Saluran intake

•

Pintu air

•

Bak pengumpul

•

Sistem transmisi

Bar screen
Bar Screen adalah unit mekanis yang berfungsi menyisihkan
benda-benda kasar, seperti batangan kayu yang terapung sehingga tidak
mengganggu kinerja unit-unit selanjutnya.
Kriteria Desain :
•

Jarak antar batang,

b

•

Tebal batang,

w = 0,8″ - 1,0″

•

Kecepatan aliran saat melalui batang,

v

= 0,3 – 0,75 m/det

•

Panjang penampang batang,

p

= 1,0″ – 1,5″

•

Kemiringan batang dari horizontal,

α

= 30˚ - 60˚

•

Headloss maksimum,

hL = 6″

= 1″ - 2″

Data Perencanaan :
Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-1

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

•

Debit perencanaan, Q = 0,37 m3/det

•

Jarak antar batang, b = 2” = 5,08 cm

•

Tebal batang, w = 1” = 2,54 cm

•

Kecepatan aliran saat melalui batang, V = 0,6 m/det

•

Kemiringan batang, θ = 60°

•

Batang berbentuk bulat dengan faktor Kirschmer, β = 1,79

•

Perbandingan lebar dan kedalaman saluran, L : h = 2 : 1

Hasil Perencanaan :
•

Jumlah bar screen = 2 buah

•

Dimensi saluran
-

Kedalaman saluran, h = 0,4 m

-

Lebar saluran, L = 0,8 m

-

Panjang saluran untuk kisi, p = 1 m

-

Freeboard, f = 1,3 m

•

Jumlah batang, n = 10

•

Jumlah bukaan, s = 11

•

Lebar bukaan koreksi, b = 0,05 m

•

Kehilangan tekan melalui batang, HL = 1,7 cm

•

Tinggi muka air setelah batang, Y’ = 33 cm

Saluran intake
Saluran intake merupakan saluran yang mengalirkan air baku dari
sumber air menuju bak pengumpul.
Kriteria Desain :
•

v = 0,6 – 1,5 m/s, hal ini untuk mencegah sedimentasi pada saluran
intake.

•

Kecepatan aliran pada kedalaman minimum harus lebih besar dari 0,6
m/det.

•

Kecepatan aliran pada kedalaman maksimum harus lebih kecil dari 1,5
m/det.

Data Perencanaan :
•

Debit perencanaan saluran, Q = 0,185 m3/det

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-2

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

•

Saluran terbuat dari beton dengan bentuk persegi memiliki koefisien
kekasaran Manning, n = 0,013.

•

Panjang saluran intake, p = 5 m. Saluran ini terdiri dari beberapa
bagian, yaitu :

•

-

Panjang antara mulut saluran dengan barscreen, p1 = 1 m

-

Panjang antara barscreen dengan pintu air, p2 = 2 m

-

Panjang antara pintu air dengan bak pengumpul, p3 = 2 m

Tinggi muka air di dalam saluran pada beberapa kondisi :
-

Ymin

= 0,25 m

-

Ymaks = 0,6 m

-

Yave

= 0,35 m

Hasil Perencanaan :
•

Jari-jari hidrolis :
-

Jari-jari hidrolis saat Ymin, Rmin = 0,154 m

-

Jari-jari hidrolis saat Yave, Rave = 0,187 m

-

Jari-jari hidrolis saat Ymax, Rmax = 0,24 m

•

Kemiringan saluran, S = 1 x 10-3

•

Kontrol aliran :

•

-

Kecepatan saat Ymaks, Vmaks = 0,94 m/det

-

Kecepatan saat Yave, Vave = 0,79 m/det

-

Kecepatan saat Ymin, Vmin = 0,7 m/det

Kehilangan tekan antara mulut saluran dan barscreen, Hp1 = 0,1 cm

• Kehilangan tekan antara barscreen dan pintu air, Hp2 = 0,2 cm
•

Kehilangan tekan pada saluran setelah pintu air, Hp3 = 0,2 cm

Pintu air
Pintu air dalam saluran intake diperlukan untuk mengatur debit
pengaliran agar sesuai dengan keinginan. Selain itu juga, dipergunakan
untuk menghentikan aliran ke dalam bak pengumpul ketika akan dilakukan
pemeliharaan.
Kriteria Desain :
•

Lebar pintu air,

Lp < 3 m

•

Kecepatan aliran,

vp < 1 m/det

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-3

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

Data Perencanaan :
•

Debit perencanaan, Q = 0,185 m3/det

•

Lebar pintu air, Lp = 0,8 m

•

Kecepatan aliran, vp = 0,6 m/det

Hasil Perencanaan :
•

Tinggi bukaan pintu air, hf = 0,38 m

•

Kehilangan tekan, HL = 16 cm

Bak pengumpul
Bak pengumpul ini memiliki fungsi untuk mengumpulkan air baku
yang masuk melalui pintu air sebelum dialirkan menuju instalasi
pengolahan air minum.
Kriteria Desain :
•

Waktu tinggal di dalam bak pengumpul maksimal 20 menit.

•

Dinding saluran dibuat kedap air dan konstruksinya terbuat dari beton
bertulang dengan ketebalan minimum 20 cm.

Data Perencanaan :
•

Jumlah bak, n = 1

•

Debit perencanaan, Q = 0,37 m3/det

•

Waktu detensi, td = 30 detik

•

Elevasi muka sungai pada berbagai kondisi :
- Hmaks

: +4,35 m

- Have

: +4,1 m

- Hmin

: +4 m

•

Elevasi muka tanah : +5,1 m

•

Dasar bak ditetapkan 1,5 m di bawah LWL

•

Perbandingan panjang dan lebar, p : l = 2 : 1

Hasil Perencanaan :
•

Volume, V = 11,1 m3

•

Elevasi dasar bak, Edb = +3 m

•

Kedalaman efektif, h = 1,35 m

•

Dimensi bak :
-

Panjang, p = 4 m

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-4

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

•

-

Lebar, L = 2 m

-

Freeboard = 1 m

Pada bagian tengah bak diberi sekat setebal 10 cm untuk menjaga
kontinuitas air baku apabila dilakukan pengurasan bak.

•

Pengurasan bak dilakukan dengan menggunakan pompa yang
memiliki head 10 m. Pipa penguras berukuran 6 inchi.

Sistem transmisi
Sistem transmisi merupakan sistem untuk mentransmisikan air
baku dari intake menuju ke instalasi pengolahan air minum. Sistem ini
terdiri dari sistem perpipaan dan sistem pemompaan.
Kriteria Desain :
•

Kecepatan dalam pipa hisap 1 – 1,5 m/det

•

Beda ketinggian antara tinggi air minimum (LWL) dan pusat pompa
tidak lebih dari 3,7 m.

•

Jika pompa diletakkan lebih tinggi dari LWL, jarak penyedotan harus
lebih kecil dari 4 m

•

Lebih diutamakan peletakan pompa di bawah LWL, apabila memang
lebih ekonomis.

Data Perencanaan :
•

Debit perencanaan, Q = 0,37 m3/det

•

Jumlah pompa, n = 3 buah (2 operasional + 1 cadangan)

•

Kecepatan aliran air pada pipa hisap adalah 1,4 m/det

Hasil Perencanaan :
•

Kapasitas tiap pompa, q = 0,185 m3/det

•

Diameter pipa hisap dan pipa tekan, d = 16 inchi

•

Kecepatan melalui pipa hisap dan pipa tekan, V = 1,43 m/det

•

Diameter pipa transmisi, dt = 20 inchi

•

Kecepatan melalui pipa transmisi, Vt = 1,8 m/det

Pipa Hisap
Pipa hisap pada sistem pemompaan ini direncanakan memiliki
peralatan sebagai berikut :

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-5

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

•

Pipa lurus

:

ø = 16”, L = 5 m, f = 0,0224

•

1 buah strainer

:

ø = 16”, k = 2,5

•

1 buah elbow 90°

:

ø = 16”, k = 0,3

•

1 buah inlet pompa

:

ø = 16 “, k = 0,25

Kehilangan tekan melalui pipa hisap :
•

Kehilangan tekan melalui pipa lurus, ΔHmayor = 0,029 m

•

Kehilangan tekan melalui aksesoris, ΔHminor = 0,317 m

•

Kehilangan tekan melalui pipa hisap, ΔHh = 346 cm

Pipa Tekan
Pipa tekan memiliki peralatan sebagai berikut :
•

Pipa lurus

:

ø = 16”, L = 2 m, f = 0,0224

•

1 buah oulet pompa

:

ø = 16”, k = 0,25

•

1 buah check valve

:

ø = 16”, k = 2,3

•

1 buah gate valve

:

ø = 16”, k = 0,2

•

1 buah elbow 90°

:

ø = 16”, k = 0,3

•

1 buah tee 45°

:

ø = 16”- 20”, k = 0,6

•

Pipa lurus

:

ø = 20", L = 17 km, f = 0,0204

•

2 buah elbow 45°

:

ø = 20", k = 0,1

Kehilangan tekan melalui pipa tekan :
•

Kehilangan tekan melalui pipa lurus, ΔHmayor = 123,791 m

•

Kehilangan tekan melalui aksesoris, ΔHminor = 0,450 m

•

Kehilangan tekan melalui pipa tekan, ΔHt = 124,241 m

Kebutuhan Pompa Transmisi :
•

Head Statis, Hs = 27,382 m

•

Kehilangan tekan selama pemompaan, ΔH = 128 m

•

Head pompa yang diperlukan, Hp = 155,4 m
Head pompa yang disediakan sebesar 160 m

•

Efisiensi pompa, η = 0,85

•

Daya pompa yang dibutuhkan, P = 330 kWatt
Pompa yang akan dipakai memiliki motor dgn kekuatan 350 kWatt
(Toroshima pump).

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-6

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

VII.3. Bak Penenang
Bak penenang berfungsi sebagai penstabil aliran yang masuk dari
intake. Pada bak penenang ini juga dilakukan penyisihan besi dengan
penambahan oksidator. Oksidator

yang digunakan adalah kaporit.

Perhitungan bak pembubuh kaporit dapat dilihat pada pehitungan dimensi
bak pembubuh kaporit untuk disinfeksi.
Kriteria Desain :
•

Bak penenang dapat berbentuk bulat maupun persegi panjang.

•

Pipa overflow harus dapat mengalirkan minimum 1/5 x debit inflow.

•

Freeboard dari bak penenang sekurang-kurangnya 60 cm.

•

Waktu detensi bak penenang > 1,5 menit

•

Kedalaman bak penenang 3 – 5 m.

•

Biasanya dilengkapi dengan V-notch 90° sebagai pengukur debit aliran.

Data Perencanaan :
•

Jumlah bak penenang, n = 1 buah

•

Debit perencanaan untuk tiap bak, Q = 0,18 m3/det

•

Bak penenang berbentuk persegi panjang dengan perbandingan panjang
dan lebar, p : L = 3 : 1

•

Pipa overflow mengalirkan 1/3 x debit inflow, qof = 0,06 m3/det

•

Kecepatan aliran pada pipa overflow sama dengan laju aliran air yang
masuk ke dalam bak penenang, Vof = 1,8 m/det

•

Freeboard = 60 cm

•

Waktu detensi, td = 20 menit

•

Kedalaman bak penenang, h = 4 m

•

Pada akhir bak penenang dilengkapi dengan V-notch 90° sebagai
pengukur debit air baku.

Hasil Perencanaan :
•

Volume bak penenang, V = 216 m3

•

Dimensi bak penenang :
-

Panjang bak penenang, p = 12,7 m

-

Lebar bak penenang, L = 4,3 m

-

Freeboard = 60 cm

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-7

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

•

Diameter pipa overflow, dof = 8 inchi

•

Tinggi muka air di atas V-notch 90°, H = 44 cm

•

Freeboard = 60 cm

•

Lebar bukaan V-notch 90°, b = 128 cm

Kebutuhan Kaporit
Data Perencanaan :
•

Debit Pengolahan, q = 0,18 m3/det

•

Oksidator yang akan digunakan adalah kaporit dalam bentuk padatan.

•

Pembubuhan kaporit ke dalam bak pembubuh dilakukan 24 jam sekali.

•

Jumlah bak pembubuh adalah 2 (1 operasional – 1 cadangan) dengan
bentuk silinder.

•

Dosis kaporit (52%Cl2) = 2,048 mg/L

•

Berat Jenis kaporit, ρkpr = 0,86 Kg/L

•

Konsentrasi kaporit, Ckpr = 10%

Hasil Perencanaan :
•

Kebutuhan kaporit, mkpr = 31,9 Kg/hari

•

Volume kaporit tiap pembubuhan, Vkpr = 0,0371 m3

•

Volume pelarut, Vair = 0,29 m3

•

Volume larutan, V = 0,327 m3

Desain Sistem Outlet
Sistem outlet pada unit ini berupa saluran perpipaan dengan kecepatan
aliran 2 m/det dan panjang pipa outlet terjauh, L = 15 m. Debit air yang
melalui pipa adalah 0,18 m3/det.
•

Diameter pipa outlet, d = 14 inchi

•

Kecepatan aliran sebenarnya pada outlet, V =1,8 m/det

•

Panjang pipa terjauh direncanakan, L = 15 m
Kehilangan tekan sepanjang pipa outlet, Hmayor = 0,17 m
Kehilangan tekan akibat aksesoris pipa, Hminor = o,198 m

•

Kehilangan tekan pada sistem outlet, ΔHout = 0,358 m

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-8

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

VII.4. Koagulasi
Unit koagulasi berfungsi sebagai tempat membubuhkan koagulan ke
dalam air baku yang akan diolah. Unit koagulasi yang digunakan pada
instalasi pengolahan air minum ini adalah koagulasi tipe hidrolis dengan
menggunakan terjunan. Unit koagulasi ini dilengkapi oleh saluran menuju
bak koagulasi, bak koagulasi, bak pembubuh koagulan, dan pompa
pembubuh.
Kriteria Desain :
•

Gradien Kecepatan,

Gtd

= 104 - 105 (det-1) (Reynolds, 1982)

•

Waktu Detensi,

td

= 20 – 60 detik

(Reynolds, 1982)

•

Headloss,

hL

≥ 0,6 m

(Kawamura, 1991)

•

Ketinggian pencampuran, Hp

≥ 0,3 m

(Schulz&Okun, 1984)

•

Bilangan Froud,

Fr1

≥ 2

(Schulz&Okun, 1984)

•

Rasio Kedalaman,

Y2/Y1 > 2,83

(Schulz&Okun, 1984)

Data Perencanaan :
•

Jumlah bak, n = 1

•

Tinggi terjunan, H = 2 m

•

Lebar terjunan, b = 1 m

•

Lebar bak, w = 1 m

•

Gradien, G = 1000/det

•

Waktu detensi, td = 20 det

Hasil Perencanaan :
•

Debit perencanaan, Q = 0,18 m3/det

•

Headloss, HL = 1,77 m

•

Bilangan terjunan, D = 5,407 x 10-4

•

Panjang terjunan, Ld =1,128 m

•

Kedalaman air di beberapa titik :

•

-

Kedalaman air di titik 1, Y1 = 0,04 m

-

Kedalaman air di titik 2, Y2 = 0,4 m

Kontrol Aliran :
-

Y2
= 10
Y1

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-9

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

-

Bilangan Froud, F = 7,42

•

Panjang loncatan, L = 2,45

•

Panjang bak setelah loncatan, Lb = 8,2 m
Asumsi :
-

Waktu loncatan hidrolis, t2 = 2 det

-

Waktu terjunan, t1 = 2 det

•

Panjang bak koagulasi, Lmin = 11,8 m

•

Freeboard = 20 cm

•

Kedalaman bak = 60 cm

Saluran Menuju Koagulasi
Data Perencanaan :
•

Saluran terbuat dari beton dengan nilai koefisien Manning, n = 0,013

•

Lebar saluran, L = 30 cm

•

Panjang saluran, p = 5 m

Hasil Perencanaan :
•

Tinggi muka air di atas saluran, hsal = 0,17 m

•

Freeboard saluran = 0,53 m

•

Kedalaman saluran, Hsal = 0,7 m

•

Kecepatan pada saluran, Vsal = 4,04 m/det

•

Kemiringan saluran, S = 0,08

•

Headloss pada saluran, HL = 0,4 m

Bak Pembubuh Koagulan
Data Perencanaan :
•

Debit Pengolahan, q = 0,18 m3/det

•

Koagulan yang akan digunakan adalah Al2(SO4)3 dalam bentuk slump
(slurry).

•

Pembubuhan alum ke dalam bak pembubuh dilakukan 24 jam sekali.

•

Jumlah bak pembubuh adalah 2 (1 operasional – 1 cadangan)

•

Bentuk bak pembubuh adalah silinder.

•

Dosis alum (100%) = 30 mg/L

•

Berat Jenis alum, ρAl = 2,71 Kg/L

•

Konsentrasi alum, CAl = 10%

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-10

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

Hasil Perencanaan :
•

Kebutuhan alum, mAl = 466,56 Kg/hari

•

Debit alum, qAl = 172,16 L/hari

•

Volume alum tiap pembubuhan, VAl = 0,172 m3

•

Volume pelarut, Vair = 4,2 m3

•

Volume larutan, V = 4,372 m3

•

Dimensi bak pembubuh :
-

Diameter bak pembubuh, d = 2 m

-

Ketinggian bak pembubuh, d = 1,39 m

-

Freeboard = 21 cm

Pompa Pembubuh
Data Perencanaan :
•

Jumlah pompa adalah 2 (1 operasional – 1 cadangan)

•

Efisiensi pompa, η = 0,85

•

Head pompa disediakan, H = 10 m

•

Debit larutan alum, ql = 4,372 m3/hari = 5,06 x 10-5 m3/det

Hasil Perencanaan :
•

Massa jenis larutan, ρl = 1108 Kg/m3

•

Daya pompa, P =6,47 watt ( daya yang disediakan 80 Watt)

VII.5 Flokulasi

Flokulasi adalah tahap pengadukan lambat yang mengikuti unit
pengaduk cepat, dengan tujuan mempercepat laju tumbukan partikel. Pada
IPAM ini flokulasi akan dilakukan dengan menggunakan vertical baffle
channel (around-the-end baffles channel).
Kriteria Desain :
Parameter
G x td
Gradien Kecepatan, G
Waktu detensi, td
Kecepatan aliran dalam bak, v
Jarak antar baffle, l
Koefisien gesekan, k
Banyak saluran, n

Novi Yanti Kimsan - 15303036

Satuan
dtk-1
menit
m/s
m

Nilai
104 - 105
20 - 120
15 - 45
0,1 – 0,4
>0.45
2 - 3.5
≥6

Sumber
Droste, 1997
Droste, 1997
Droste, 1997
Huisman, 1981
Schulz&Okun, 1984
Bhargava&Ojha, 1993
Kawamura, 1991

VII-11

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

Data Perencanaan :
•

Kapasitas Pengolahan, Q = 0,18 m3/det

•

Jumlah bak, n = 2

•

Jumlah kompartemen tiap bak = 2

•

Tebal sekat, t = 10 cm

•

Gradien Kecepatan dan waktu detensi, G & td :
Kompartemen
I
II

G
det-1
55
30

td
det
420
660
Σ G x td

G x td
23100
19800
42900

Hasil Perencanaan :
•

Kapasitas tiap bak, q = 0,09 m3/det
Kompartemen I
•

Gradien kecepatan, G = 55/det

•

Waktu detensi, td = 420 det

•

Direncanakan dimensi saluran :
- Lebar saluran, l1 = 0,4 m
- Kedalaman bak, h = 5 m
- Jumlah saluran, n = 6
- Lebar belokan, w = 0,3 m

•

Lebar bak, L = 3,2 m

•

Headloss, H1 = 0,124 m

•

Kehilangan tekan di belokan, Hb = 0,008

•

Kehilangan tekan pada saat lurus, HL = 0,116 m

Kompartemen II
•

Gradien kecepatan, G = 30/det

•

Waktu detensi, td = 660 det

•

Direncanakan dimensi saluran :
- Kedalaman bak, h = 5 m
- Lebar bak, L = 3,2 m
- Jumlah saluran, n = 6
- Lebar belokan, w = 0,4 m

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-12

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

•

Lebar saluran, l2 = 0,62 m

•

Headloss, H2 = 0,058 m

•

Kehilangan tekan di belokan, Hb = 0,005 m

•

Kehilangan tekan pada saat lurus, HL = 0,053 m

•

Volume kompartemen sebenarnya, V2 = 59,52 m3

•

Waktu detensi sebenarnya, td = 661 m/det

Kontrol Aliran
•

Volume total, Vtot = 97,32 m3

•

Waktu detensi total, tdtot = 1081 det

•

Kehilangan tekan total, Htot = 0,182 m

•

G x td total, Gtdtot = 42930 (OK)

•

Kedalaman air di akhir saluran, h’ = 4,818 m

Dimensi Bak Flokulasi
•

Lebar bak, L = 3,2 m

•

Lebar saluran pada kompartemen I, l1 = 0,4 m

•

Lebar saluran pada kompartemen II, l2 = 0,62 m

•

Lebar belokan pada kompartemen I, w1 = 0,3 m

•

Lebar belokan pada kompartemen II, w2 = 0,4 m

•

Tebal sekal, t = 0,1 m

•

Kedalaman bak, h = 5 m

•

Panjang, p = 7,22 m

•

Freeboard = 0,3 m

Pintu Air
Pada inlet dipasang pintu air dengan kondisi :
•

Lebar bukaan, Lp = 0,5 m

•

Tinggi bukaan pintu air, hf = 0,3 m

•

Kehilangan tekan melalui pintu air, hp = 0,146 m

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-13

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

Saluran Outlet
Saluran outlet terbuat dari beton (n=0,013). Saluran ini terhubung
langsung dengan saluran inlet dari unit sedimentasi. Direncanakan dimensi
saluran :
•

Panjang saluran, p = 1 m

•

Kecepatan pada saluran outlet, Vout = 0,25 m/det

•

Kedalaman air di saluran outlet, h :
h = Kedalaman air di akhir flokulasi = 4,818 m

•

Freeboard = 0,25 m

•

Lebar saluran outlet, L = 0,5 m

•

Kemiringan saluran, S = 0,000104

•

Kehilangan tekan di saluran outlet, HL = 0,08 cm

VII.6 Sedimentasi

Pada perencanaan instalasi pengolahan air minum ini, sedimentasi
diperuntukkan untuk mengendapkan partikel-partikel flok yang dihasilkan
baik dari proses koagulasi-flokulasi oleh alum maupun dari proses
pemisahan besi (preklorinasi) oleh kaporit. Proses sedimentasi akan dibantu
dengan pemasangan plate settler.

α
Gambar VII.1. Skema Plate Settler

Zona Pengendapan
Kriteria Desain :
•

Jumlah bak minimum :

Novi Yanti Kimsan - 15303036

Jb

= 2

VII-14

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

•

Kedalaman air :

h

= 3–5m

•

Rasio panjang dan lebar bak :

p:l

= (4-6) : 1

•

Rasio lebar bak dan kedalaman air :

l:h

= (3-6) : 1

•

Freeboard :

fb

= 0.6 m

•

Kecepatan aliran rata-rata :

Vo

= 0.15 – 0.2 m/min

•

Waktu detensi :

td

= 5 – 20 menit

•

Beban permukaan :

Vs

= 5-8.8 m3/m2-jam

•

Beban pelimpah :

Wl

< 12.5 m3/m-jam

•

Kemiringan plate settler :

α

= 45° - 60°

•

Jarak tegak lurus antar plate settler :

w

= 25 – 50 mm

•

Bilangan Reynolds :

NRe

< 2000

•

Bilangan Froud :

NFr

> 10-5

•

Perfomance bak :

n

= 1/8 (sangat baik)

Data Perencanaan :
•

Jumlah bak sedimentasi, n = 4

•

Lebar bak sedimentasi, L = 3 m

•

Kedalaman zona pengendapan, H = 1,5 m

•

Jarak tegak lurus antar plate settler, w = 50 mm

•

Kemiringan plate settler, α = 60°

•

Efisiensi penyisihan partikel flok, η = 95%

•

Performance bak sangat baik, n = 1/8

•

Kecepatan pengendapan partikel flok alum, Vs = 0,05 cm/det

Hasil Perencanaan :
•

Kapasitas tiap bak, Q = 0,045 m3/det

•

Beban permukaan, Q/As = 1,4 x 10-4 m/det

•

Tinggi pengendapan, z = 0,1 m

•

Panjang plate, p = 1,73 m

•

Panjang zona pengendapan, p’ = 1,76 m

•

Kecepatan horizontal di dalam plate, Vo = 0,15 m/menit

•

Waktu detensi, td = 357 det

•

Debit per satu kolom plate, q = 3,75 x 10-4 m3/det

•

Jumlah plate yang dibutuhkan, n = 121 buah

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-15

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

•

Panjang zona plate settler, Pz = 8 m

•

Panjang zona pengendapan tanpa plate settler, Pi = 3
Pada bagian awal zona pengendapan diberikan wilayah tanpa plate

settler untuk menghasilkan aliran yang lebih laminar sebelum air baku
masuk ke dalam plate settler Panjang zona pengendapan tanpa plate settler
ini direncanakan sama dengan tinggi zona pengendapan.
•

Panjang total zona pengendapan, Pt = 11 m

•

Jarak muka air dengan plate, hl = 0,5 m

•

Jarak plate dengan dasar zona sedimentasi, hp = 1 m

•

Kedalaman total bak, Htot = 3 m

•

Dimensi bak sedimentasi :
-

Lebar bak,

L = 3m

-

Panjang bak,

P

-

Kedalaman bak, H = 3 m

-

Freeboard,

= 11 m

fb = 0,6 m

Kontrol Aliran
•

Jari-jari hidrolis, R = 0,025 m

•

Bilangan Reynolds, NRe = 71,03

•

Bilangan Froude, NFr = 2,55 x 10-5

Zona Inlet
Kriteria Desain :
•

Headloss pada bukaan, hLb = 0,3 – 0,9 mm

•

Diameter bukaan orifice, øor = 0,075 – 0,2 m

•

Jarak antar pusat bukaan orifice, wor = 0,25 – 0,5 m

Data Perencanaan :
•

Kedalaman saluran inlet, H = 0,7 m

•

Kecepatan aliran, Vh = 0,15 m/det

•

Koefisien saluran beton, n = 0,013

•

Panjang saluran, L = 12,6 m

•

Diameter bukaan orifice, øor = 0,1 m

•

Jarak antar pusat bukaan orifice, wor = 0,3 m

Hasil Perencanaan :
Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-16

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

•

Lebar saluran inlet, w = 0,5 m

•

Kecepatan aliran sebenarnya, Vh = 0,13 m/det

•

Slope saluran, S = 3 x 10-3

•

Bilangan Reynolds, NRe = 26593

•

Bilangan Froude, NFr = 0,01

•

Headloss saluran, HL = 3,8 x 10-4

Orifice :
•

Jumlah orifice tiap bak, n = 25

•

Debit tiap orifice, Qor = 0,0018 m3/det

•

Kecepatan aliran pada orifice, Vor = 0,23 m/det

•

Kehilangan tekan pada orifice, HL = 0,1 cm

•

Bilangan Reynolds, NRe = 6535

•

Bilangan Froud, NFr = 0,2

Pintu Air
Pada inlet dipasang pintu air dengan kondisi :
•

Lebar bukaan, Lp = 0,5 m

•

Tinggi bukaan pintu air, hf = 0,3 m

•

Kehilangan tekan melalui pintu air, hp = 0,073 m

Zona Outlet
Kriteria Desain :
•

Beban pelimpah : Wl < 12,5 m3/m-jam

Data Perencanaan :
•

Pelimpah berupa mercu tajam.

•

Beban pelimpah, Wl = 12 m3/m-jam = 0,0033 m3/m-det

Hasil Perencanaan :
Pelimpah
•

Panjang pelimpah total yang dibutuhkan, Pptot = 13,66 m

•

Panjang pelimpah = panjang total plate secara mendatar, Pp = 7 m

•

Jumlah pelimpah, n = 2 buah

•

Beban pelimpah sebenarnya, Wl = 1,6 x 10-3 m3/m-det

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-17

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

•

Tinggi muka air di atas pelimpah, h = 0,015 m

Saluran Pelimpah
•

Panjang saluran pelimpah, Psal = 14 m

•

Lebar saluran pelimpah direncanakan, Lp = 0,3 m

•

Ketinggian muka air di atas saluran, h = 0,23 m

•

Free board = 0,17 m

•

Kedalaman saluran pelimpah, H = 0,4 m

•

Bilangan terjunan, D = 1,73 x 10-5

•

Panjang terjunan, Ld = 0,09 m

Panjang terjunan dapat ditampung oleh saluran sehingga lebar saluran dapat
diterima.
Saluran Outlet
•

Lebar saluran direncanakan, L = 1 m

•

Panjang saluran, P = 2 m

•

Debit aliran, Q = 0,045 m3/det

•

Antara saluran pengumpul dan saluran outlet digunakan terjunan dengan
tinggi, H = 10 cm

•

Tinggi muka air di atas saluran outlet minimal 30 cm, hout = 30 cm.

•

Kecepatan aliran di saluran outlet, Vout = 0,6 m/det

•

Kemiringan saluran, S = 5 x 10-4

•

Kehilangan tekan, HL = 1 x 10-3

Zona Lumpur
Data Perencanaan :
•

Panjang ruang lumpur, P = 11 m

•

Lebar ruang lumpur, L = 3 m

•

Kedalaman ruang lumpur, h = 1 m

•

Ruang lumpur berbentuk limas terpancung dengan kedalaman
pancungan, hp = 0,5 m

Hasil Perencanaan :
•

Volume limas, V = 11 m3

•

Berat lumpur kering yang dihasilkan, mlk = 34,9 mg/Lair

•

Massa jenis lumpur kering, ρlk = 2200 kg/m3

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-18

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

•

Kadar air dalam lumpur, Cw = 98%

•

Berat lumpur, ml = 1745 mg/Lair

•

Massa jenis lumpur, ρl = 1008,06 kg/m3

•

Volume lumpur, Vl = 1,73 x 10-6 m3/Lair

•

Debit lumpur, ql = 0,28 m3/jam

•

Periode pengurasan ruang lumpur, T = 40 jam
Untuk memudahkan pelaksanaan pengurasan ruang lumpur di lapangan
maka pengurasan ruang lumpur dilakukan 48 jam sekali.

Pipa Drain Lumpur
•

Jarak antara katup penguras dengan sludge drying bed adalah 20 m

•

Waktu pengurasan lumpur, t = 8 menit

•

Diameter pipa penguras, d = 6 inchi = 15,24 cm

•

Volume lumpur yang dikeluarkan setiap periode pengurasan, Vp = 13,44
m3

•

Debit pengurasan lumpur, Q = 0,0224 m3/det

•

Kecepatan aliran lumpur pada saat pengurasan, V = 1,23 m/det

•

Kemiringan pipa, S = 0,014

•

Kehilangan tekan pada sistem perpipaan, HL = 0,28 m

VII.7. Filtrasi

Proses filtrasi digunakan untuk menyisihkan padatan yang masih
tersisa dalam air baku setelah melalui proses sedimentasi. Pada instalasi
pengolahan air minum ini jenis filtrasi yang akan digunakan adalah Saringan
Pasir Cepat tipe gravitasi dengan media ganda, yaitu pasir dan antrasit.
Kriteria Desain :
•

Ketinggian air di atas pasir

: 90 – 120 cm

•

Kedalaman media penyangga

: 15,24 – 60,96 cm

•

Ukuran efektif media penyangga

: 0,16 – 5,08 cm

•

Perbandingan panjang dan lebar bak filtrasi : (1-2) : 1

•

Kecepatan aliran saat backwash

: 880 – 1173.4 m3/hari-m2

•

Ekspansi media filter

: 20 – 50 %

•

Waktu untuk backwash

: 3 – 10 menit

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-19

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

•

Jumlah bak minimum

: 2 buah

•

Jumlah air untuk backwash

: 1 – 6 % air terfiltrasi

Kriteria desain untuk saringan pasir cepat menurut Reynolds (1982) :
Karakteristik

Nilai
Rentang
Tipikal

Satuan

Antrasit
Kedalaman
Ukuran Efektif
Koefisien Keseragaman

cm
mm

45,72-60,96
0,9-1,1
1,6-1,8

60,96
1,0
1,7

Pasir
Kedalaman
Ukuran Efektif
Koefisien Keseragaman

cm
mm

15,24-20,32
0,45-0,55
1,5-1,7

15,24
0,5
1,6

m3/hr-m2

176-469,35

293,34

Laju Filtrasi

Kriteria desain unit saringan pasir cepat berdasarkan Fair, Geyer, dan Okun
( 1968) :
Dimensi Bak dan Media Filtrasi
•

Kecepatan Filtrasi

: 0,001157 – 0,003472 m/det

•

Kecepatan backwash

: 15 – 100 m/jam

•

Luas permukaan filter

: 10 – 20 m2

•

Ukuran media :
- Ukuran efektif

: 0,5 – 0,6 mm

- Koefisien keseragaman

: 1,5

- Tebal media penyaring

: 0,45 – 2 m

- Tebal media penunjang

: 0,15 – 0,65 m

Sistem Underdrain
•

Luas orifice : Luas media

: (1,5 – 5) x 10-3 : 1

•

Luas lateral : Luas orifice

: (2 – 4) : 1

•

Luas manifold : Luas lateral

: (1,5 – 3) : 1

•

Diameter orifice

: 0,25 – 0,75 inchi

•

Jarak antar orifice terdekat

: 3 – 12 inchi

•

Jarak antar pusat lateral terdekat

: 3 – 12 inchi

Pengaturan Aliran
•

Kecepatan aliran dalam saluran inlet, Vin

Novi Yanti Kimsan - 15303036

: 0,6 – 1,8 m/det

VII-20

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

•

Kecepatan aliran dalam saluran outlet, Vout

: 0,9 – 1,8 m/det

•

Kecepatan dalam saluran pencuci, Vp

: 1,5 – 3,7 m/det

•

Kecepatan dalam saluran pembuangan, Vb

: 1,2 – 2,5 m/det

Data Perencanaan :
Media Fitrasi
• Debit perencanaan,

Q

= 0,18 m3/det

• Kecepatan filtrasi,

Vf

= 0,002 m3/det-m2

• Kecepatan backwash,

Vb

= 0,017 m3/det-m2

• Panjang : Lebar bak,

p:l

=2:1

• Ukuran media penyaring :
Keterangan

Satuan

Kedalaman media
Ukuran efektif
Koef keseragaman
Spesifik Gravity
Spheritas
Porositas

cm
mm

Media Penyaring
Pasir
Antrasit
20
60
0,45
1,1
1,5
1,6
2,65
1,6
0,82
0,72
0,42
0,42

•

Media penyangga berupa kerikil yang terdiri dari 5 lapisan

•

Waktu backwash,

tb

= 5 menit

•

Tinggi air diatas pasir,

ha

= 1m

Sistem Underdrain
•

Luas orifice : Luas media

= 3 x 10-3 : 1

•

Luas lateral : Luas orifice

= 2:1

•

Luas manifold : Luas lateral

= 1,5 : 1

•

Diameter orifice, øor

= 0,5 inchi

•

Jarak antar pusat lateral terdekat

= 5 inchi

Pengaturan Aliran
•

Kecepatan aliran dalam saluran inlet, Vin = 1 m/det

•

Kecepatan aliran dalam saluran outlet, Vout = 1 m/det

•

Kecepatan dalam saluran pencuci, Vp = 3 m/det

•

Kecepatan dalam saluran pembuangan, Vb = 2 m/det

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-21

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

Perhitungan :
Desain Media Filtrasi

Karakteristik Media Penyaring
•

Pasir
-

ES

: 0,45

-

UC

: 1,5

-

SG

: 2,65

-

Ф

: 0,83 (untuk butiran berbentuk bulat)

-

ε

: 0,42

-

Kedalaman media pasir : 60 cm

-

Distribusi lapisan media pasir :
Di
mm
0,32
0,43
0,57

Diameter
mm
0,27-0,37
0,37-0,49
0,49-0,65

•

Berat
%
8,34
33,39
58,27

Tebal Lapisan
cm
5,004
20,034
34,962

Antrasit
− ES

: 1,1

− UC

: 1,6

− SG

: 1,6

− Ф

: 0,72

− ε

: 0,42

− Kedalaman media antrasit : 20 cm
Agar tidak terjadi intermixing pada setelah pencucian maka diameter
antrasit yang digunakan harus memenuhi persyaratan yaitu :

⎛ρ −ρ⎞
⎟
= ⎜⎜ 2
d 2 ⎝ ρ1 − ρ ⎟⎠
d1

dimana :

0.667

d1 = diameter pasir terbesar
d2 = diameter antrasit terkecil yang digunakan
ρ1 = spesific gravity antrasit
ρ2 = spesific gravity pasir

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-22

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

d1 ⎛ ρ 2 − ρ ⎞
⎟
=⎜
d 2 ⎜⎝ ρ1 − ρ ⎟⎠

0.667

0,57 mm ⎛ 1,6 − 1 ⎞
=⎜
⎟
d2
⎝ 2,65 − 1 ⎠
d 2 = 1,12 mm

0.667

Jadi, agar intermixing tidak terjadi diameter antrasit terkecil yang
boleh digunakan adalah 1,12 mm.

− Distribusi lapisan media antrasit :
di
mm
1,12
1,405
1,72

Diameter
mm
0,97-1,24
1,24-1,57
1,57-1,87

Berat
%
18,08
33,41
48,51

Tebal Lapisan
cm
3,616
6,682
9,702

Karakteristik Media Penyangga (Kerikil)
-

Ф

= 0,95

-

SG

= 2,65

-

ε

= 0,40

-

Ketebalan media kumulatif (Fair, Geyer & Okun, 1958), L :
L = k ⋅ (log d + 1,4 ), k = 12

Distribusi lapisan media penyangga :
Diameter

Tebal Kum

inchi
0,10
0,40
0,90
1,60
2,50

inchi
4,80
12,02
16,25
19,25
21,58

Tebal Lapisan
inchi
4,80
7,22
4,23
3,00
2,33
Total

Cm
12,19
18,35
10,73
7,62
5,91
54,80

Kedalaman media penyangga : 54,80 cm ≈ 55 cm
Bak Filtrasi

•

Kapasitas pengolahan, Q = 0,18 m3/det = 4,11 MGD

•

Kecepatan filtrasi direncanakan, Vf = 0,002 m3/det-m2

•

Jumlah bak filtrasi, N : 3 bak (+ 1 cadangan)

•

Kapasitas tiap bak, q = 0,045 m3/det

•

Dimensi bak :

− Panjang, p = 6 m
Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-23

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

− Lebar, l = 3 m
•

Kecepatan filtrasi sebenarnya, Vf = 0,0025 m/det

Kontrol Operasi

•

Bila hanya 3 bak yang beroperasi maka, q = 0,06 m3/det

•

Kecepatan filtrasi, Vf = 0,0033 m/det

Desain Sistem Underdrain
Sistem underdrain pada saringan pasir cepat ini terdiri dari orifice,
pipa lateral, dan pipa manifold.
Orifice :

•

Diameter orifice, dor = 0,5 inchi = 1,27 cm

•

Luas orifice, Aor = 1,27 x 10-4 m2

•

Luas total orifice, Aortot = 0,054 m2

•

Jumlah orifice, nor = 425

Pipa Lateral :

•

Direncanakan jarak lateral dengan dinding filter = 25 cm

•

Luas pipa lateral : Luas orifice = 2 : 1

•

Luas lateral total, Altot = 0,108 m2

•

Panjang manifold = panjang bak, pm = 6 m

•

Jarak antar pipa lateral, jl = 5 inchi = 12,7 cm

•

Jumlah pipa lateral, nl = 94 pipa

•

Luas per lateral, Al =1,1 x 10-3 m2

•

Diameter lateral, dl = 2 inchi

•

Jumlah orifice per lateral, nol = 5 lubang

Pipa Manifold :

•

Luas manifold : Luas lateral = 1,5 : 1

•

Luas manifold, Am = 0,216 m2

•

Diameter manifold, dm = 24 inchi

•

Luas manifold sebenarnya, Am = 0,29 m2

•

Panjang lateral, pl = 1 m

•

Jarak antar orifice, jor = 0,2 m

Cek :

•

Jumlah orifice total sebenarnya, nor = 470

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-24

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

•

Luas orifice total sebenarnya, Aortot = 0,06 m2

•

Luas orifice : Luas media = 3 x 10-3 : 1

•

Luas lateral total sebenarnya, Altot = 0,19 m2

•

Luas lateral : Luas orifice = 3,5 : 1

•

Luas manifold : Luas lateral = 1,5 :1

Kehilangan Tekan Pada Saat Permulaan Filtrasi

•

Kehilangan tekan pada media pasir, hp = 0,54 m

•

Kehilangan tekan pada media antrasit, ha = 0,027 m

•

Kehilangan tekan pada media kerikil, hk = 0,005 m

•

Kehilangan tekan melalui orifice, hor = 0,048 m

•

Kehilangan tekan melalui lateral, hl = 5 x 10-4 m

•

Kehilangan tekan melalui manifold, hm = 1 x 10-4 m

•

Total kehilangan tekan, ΔH = 0,621 m

•

Ketinggian air maksimum, Hmaks = 1 m

•

Ketinggian bak filtrasi, H = 3 m

•

Freeboard = 100 cm

Desain Sistem Inlet

Sistem inlet pada unit filtrasi ini direncanakan terdiri dari saluran inlet
dan zona inlet.
Saluran Inlet
Saluran inlet merupakan sistem perpipaan yang menghubungkan
unit sedimentasi dengan unit filtrasi. Kecepatan pengaliran direncanakan
1,5 m/det dengan debit yang melalui pipa adalah 0,045 m3/det.

•

Diameter pipa inlet, d = 8 inchi

•

Kecepatan aliran sebenarnya pada inlet, V = 1,39 m/det

•

Panjang pipa terjauh direncanakan, L = 1,5 m

•

Kehilangan tekan sepanjang pipa inlet, Hmayor = 0,399 m
Kehilangan tekan akibat aksesoris pipa, Hminor = 0,168 m

•

Kehilangan tekan pada saluran inlet, ΔHin = 0,567 m

Zona Inlet
Zona inlet direncanakan memiliki dimensi sebagai berikut :

•

Lebar zona inlet = lebar bak filtrasi, l = 3 m

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-25

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

•

Panjang zona inlet, p = 0,5 m

•

Kedalaman zona inlet, h = 1 m

Desain Sistem Outlet

Sistem outlet pada unit ini berupa saluran perpipaan dengan kecepatan
aliran 1 m/det dan panjang pipa outlet terjauh, L = 0,5 m. Debit air yang
melalui pipa adalah 0,045 m3/det.

•

Diameter pipa outlet, d = 10 inchi

•

Kecepatan aliran sebenarnya pada outlet, V = 0,89 m/det

•

Panjang pipa terjauh direncanakan, L = 0,5 m

•

Kehilangan tekan sepanjang pipa outlet, Hmayor = 0,002 m

•

Kehilangan tekan akibat aksesoris pipa, Hminor = 0,067 m

•

Kehilangan tekan pada sistem outlet, ΔHout = 0,069 m

Desain Sistem Pencucian

Sistem pencucian filter dilakukan dengan mengalirkan air dengan arah
aliran terbalik, yaitu dari bawah ke atas. Aliran terbalik ini dilakukan
dengan menggunakan menara air.

•

Kecepatan backwash, Vbw = 975 m3/hr-m2 = 0,0113 m/det

•

Luas penampang filter, Abak = 24 m2

•

Lama pencucian, tbw = 10 menit

•

Debit backwash, qbw = 0,27 m3/det

Keadaan Media Pada Saat Terekspansi Akibat Backwash

•

Persentase tinggi ekspansi media pasir, %eksp = 53%

•

Persentase tinggi ekspansi media antrasit, %eksa = 20,5%

Kehilangan Tekan Pada Saat Backwash

•

Kehilangan tekan saat backwash pada media pasir, hpbw = 63,9 cm

•

Kehilangan tekan saat backwash pada media antrasit, habw = 7,6 cm

•

Kehilangan tekan saat backwash pada media penyangga, hkbw = 0,031 m

•

Kehilangan tekan melalui orifice pada saat backwash, horbw = 2,022 m

•

Kehilangan tekan melalui lateral pada saat backwash, hlbw = 0,018 m

•

Kehilangan tekan melalui orifice lateral, ΔHol = 0,285 m

•

Kehilangan tekan melalui manifold saat backwash, hmbw = 3,7 x 10-3 m

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-26

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

•

Pipa pencuci dari Menara Air
-

Jarak antara menara air dengan bak filtrasi terjauh, L = 20 m

-

Pipa yang digunakan adalah pipa besi, C = 110

-

Kecepatan pencucian, Vp = 3 m/det

-

Diameter pipa, dp = 14 inchi

-

Kehilangan tekan pada pipa, Hmayor = 0,455 m

-

Kehilangan tekan akibat aksesoris, Hminor = 2,454 m

-

Kehilangan tekan pada pipa pencuci, hpp = 2,909 m

•

Total kehilangan tekan pada saat backwash, ΔHbw = 6,164 m

•

Kedalaman media saat terekspansi, Hmbw = 1,7 m

Desain Saluran Penampung Air Pencuci

Air pencuci yang berada di atas media penyangga dialirkan ke saluran
penampung (gutter) melalui pelimpah, setelah itu dialirkan menuju gullet
kemudian menuju saluran pembuangan.
Gutter dan Pelimpah
Dasar gutter harus diletakkan di atas ekspansi maksimum pada saat
pencucian agar media penyaring tidak ikut terbawa pada saat pencucian
dilakukan. Sehingga, dasar gutter harus diletakkan lebih besar 1,7 m di
atas dasar bak filtrasi (H media terekspansi = 1,7 m). Pada unit filtrasi ini
direncanakan gutter diletakkan 3 m dari dasar bak filtrasi.

•

Gutter

− Direncanakan jumlah gutter, ng = 2 buah
− Debit backwash, qbw = 0,27 m3/det
− Debit gutter, qg = 0,135 m3/det
− Lebar gutter, Lg = 0,5 m
− Kedalaman air dalam gutter, hg = 0,34 m
− Freeboard = 16 cm
•

Pelimpah

− Jumlah pelimpah, np = 4 buah
− Panjang pelimpah = panjang bak filtrasi, pp = 6 m
− Total panjang pelimpah, pptot = 24 m
− Beban pelimpah, Wp = 0,01 m3/det.m

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-27

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

− Tinggi muka air di atas pelimpah, hp = 0,28 m
Saluran Pembuangan
Saluran pembuangan direncanakan berupa pipa dengan kecepatan
aliran pada saluran pembuangan sebesar 2 m/det dan debit backwash
sebesar 0,27 m3/det.

•

Diameter pipa pembuangan, db = 16 inchi

•

Kecepatan sebenarnya di dalam pipa pembuangan, Vb = 2,1 m/det

Bak Ekualisasi
Bak ekualisasi dibutuhkan untuk menstabilkan aliran dalam unit filtrasi
sebelum masuk ke dalam unit reservoir. Dimensi bak ekualisasi yang
direncanakan adalah sebagai berikut :

•

Jumlah bak ekualisasi = 4 bak (sejumlah unit filtrasi)

•

Debit yang masuk tiap bak, Q = 0,045 m3/det

•

Panjang bak, p = 2 m

•

Lebar bak, l = 1 m

•

Kedalaman bak, h = 0,8 m (freeboard = 0,2 m)

Sistem outlet :
Saluran outlet berupa pipa dengan kecepatan pengaliran sebesar 1 m/det.
Debit air pada outlet, Qout = 0,045 m3/det.

•

Diameter pipa, Din = 18 inchi

•

Kecepatan aliran, vin = 1,096 m/det → OK

•

Panjang pipa terjauh direncanakan, L = 18 m

Aksesoris yang digunakan :

•

Elbow 900 = 4 buah, k = 0,3

•

Tee = 3 buah, k = 0,2

•

Gate valve = 4 buah, k = 1,5

•

Kehilangan tekan akibat pipa outlet, Hmayor = 0,069 m

•

Kehilangan tekan akibat asesoris pipa, Hminor = 0,477 m

•

Kehilangan tekan total, Htot = 0,546 m

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-28

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

VII.8. Desinfeksi

Desinfeksi adalah proses penghilangan mikroorganisme patogen yang
terdapat di dalam air.
Dimensi Bak Pembubuh
Data Perencanaan :

•

Debit Pengolahan, q = 0,18 m3/det

•

Desinfeksi yang akan digunakan adalah kaporit dalam bentuk padatan.

•

Pembubuhan kaporit ke dalam bak pembubuh dilakukan 24 jam sekali.

•

Jumlah bak pembubuh adalah 2 (1 operasional – 1 cadangan) dengan
bentuk silinder.

•

Dosis kaporit (100%) = 1 mg/L

•

Berat Jenis kaporit, ρkpr = 0,86 Kg/L

•

Konsentrasi kaporit, Ckpr = 10%

Hasil Perencanaan :

•

Kebutuhan kaporit, mkpr = 15,552 Kg/hari

•

Volume kaporit tiap pembubuhan, Vkpr = 0,0181 m3

•

Volume pelarut, Vair = 0,14 m3

•

Volume larutan, V = 0,158 m3

•

V total (penyisihan besi + disinfeksi) = 0,483 m3

•

Dimensi bak pembubuh :

− Ketinggian bak pembubuh, h = 0,6 m
− Diameter bak pembubuh, d = 1 m
− Freeboard = 20 cm
Pompa Pembubuh Kaporit
Data Perencanaan :

•

Jumlah pompa adalah 2 (1 operasional – 1 cadangan).

•

Efisiensi pompa, η = 0,85

•

Head pompa disediakan, H = 10 m

•

Debit larutan kaporit, ql = 0,483 m3/hari = 5,6 x 10-6 m3/det

Hasil Perencanaan :

•

Massa jenis larutan, ρl = 981 Kg/ m3

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-29

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

•

Daya pompa, P = 0,21 Watt (pompa 80 Watt, Toroshima pump)

VII.9. Netralisasi

Pada perencanaan instalasi pengolahan air minum ini netralisasi
dilakukan dengan melakukan pembubuhan kapur ke dalam air dengan
tujuan menghilangkan agresifitas di dalam air.
Data Perencanaan :

•

Debit Pengolahan, q = 0,18 m3/det

•

Zat penetralisasi yang digunakan adalah kapur dalam bentuk padatan.

•

Pembubuhan kapur ke dalam bak pelarut dilakukan 24 jam sekali.

•

Jumlah bak pelarut adalah 2 (1 operasional – 1 cadangan) dengan bentuk
silinder.

•

Bak penjenuh kapur memiliki waktu kontak selama 1 jam.

•

Jumlah bak penjenuh kapur adalah 3 (2 operasional – 1 cadangan)
dengan bentuk silinder dengan dasar berbentuk konus.

•

Dosis kapur (100%) = 16 mg/L

•

Persentase kandungan kapur = 70 %

•

Berat Jenis kapur, ρkapur = 3,71 Kg/L

•

Konsentrasi kapur, Ckapur = 10%

•

Konsentrasi larutan kapur jenuh, Cs = 1100 mg/L = 0,11 %

•

Kecepatan naik, Vup = 4,17 x 10-4 m/det

Hasil Perencanaan :
Bak Pelarut Kapur

•

Kebutuhan kapur, mkapur = 355,47 Kg/hari

•

Volume kapur tiap pelarutan, Vkapur = 0,096 m3

•

Volume pelarut, Vair = 3,209 m3

•

Volume larutan, V = 3,305 m3

•

Dimensi bak pelarut :

− Ketinggian bak pelarut, h = 1,8m
− Diameter bak pelarut, d = 1,5 m
− Freeboard = 20 cm

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-30

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

Bak Penjenuh Kapur

•

Konsentrasi jenih pda lime saturator, Cs = 1100 mg/L

• Debit larutan kapur jenuh, qkj = 0,0037 m3/det
• Dimensi bak lime saturator
− Diameter bak, dls = 2,5 m
− Tinggi silinder, hls = 1,5 m
− Volume silinder, Vls = 7,36 m3
− Tinggi konus, hk = 2 m
− Volume konus, Vk = 2,96 m3
− Volume total, V = 10,32 m3
− Freeboard = 30 cm
Pompa Pembubuh Kapur Jenuh
Data Perencanaan :

•

Jumlah pompa adalah 3 (2 operasional – 1 cadangan), sesuai jumlah bak
penjenuh kapur.

•

Efisiensi pompa, η = 0,85

•

Head pompa disediakan, H = 10 m

•

Debit larutan kapur jenuh pompa, qkj = 0,00185 m3/det

•

Konsentrasi larutan kapur jenuh, Cs = 0,11%

Hasil Perencanaan :

•

Massa jenis larutan, ρl = 997 Kg/m3

•

Daya pompa, P = 213 Watt (pompa 500 Watt, Toroshima pump)

VII.10. Menara Air

Menara air berfungsi untuk menampung air yang akan digunakan
dalam proses pencucian filter, pembubuhan bahan kimia, dan kebutuhan
kantor.
Data Perencanaan :
Jumlah menara reservoir adalah 1 buah yang akan dipergunakan untuk
melayani kebutuhan unit-unit berikut sebanyak 1 kali layan :
1. Pencucian filter
2. Pembubuhan kaporit pada unit penyisihan besi

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-31

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

3. Pembubuhan alum
4. Pembubuhan kaporit pada desinfeksi
5. Pelarutan kapur
6. Penjenuhan kapur
7. Kebutuhan kantor (diasumsikan jumlah karyawan adalah 30 orang
dengan konsumsi air bersih sebesar 50 L/org/hari).
Hasil Perencanaan :

•

Volume air untuk satu kali pencucian filter, Vbw = 162 m3

•

Volume air untuk satu kali pembubuhan kaporit (penyisihan besi), Vpr =
0,58 m3

•

Volume air untuk satu kali pembubuhan alum, Va = 4,2 m3

•

Volume air untuk satu kali pembubuhan kaporit (desinf), Vd = 0,14 m3

•

Volume air untuk satu kali pelarutan kapur, Vk = 3,209 m3

•

Volume air untuk satu kali penjenuhan kapur, Vjk = 18,36 m3

•

Volume air untuk kebutuhan kantor selama satu hari, Vkantor = 1,5 m3

•

Volume air total, Vma = 184,259 m3

•

Dimensi menara air :

•

-

Panjang,

p = 6m

-

Lebar,

l

-

Tinggi,

h = 5,12 m

-

Freeboard

= 6m

= 0,38 m

Tinggi menara air, hma = 10 m

Pompa Pengisi Menara Air

Sumber air untuk mengisi menara air adalah ground reservoir.
Pengisian dilakukan melalui sistem perpipaan besi berdiameter 15 inchi (C
= 110) dengan menggunakan pompa yang memiliki kapasitas sebesar 0,03
m3/det (η = 0,85).

•

Kecepatan aliran dalam pipa, Vp = 1,6 m/det

•

Kehilangan tekan pada pipa lurus, Hmayor = 1,020 m

•

Kehilangan tekan akibat aksesoris pipa, Hminor = 0,491 m

•

Kehilangan tekan pada pipa pengisi, ΔH = 1,511 m

•

Head statis, Hs = 20,5 m

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-32

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

•

Head pompa yang dibutuhkan, Hp = 22,011

•

Head pompa disediakan, H = 25 m

•

Daya pompa, P = 8269,9 Watt (pompa 10 kWatt, Toroshima pump)

VII.11. Reservoir

Reservoir pada instalasi pengolahan air minum ini berupa ground
reservoir yang berfungsi sebagai tempat menampung air bersih setelah
diproses di dalam instalasi, juga untuk mengekualisasi aliran dan tekanan
bagi pelayanan kebutuhan air minum penduduk. Reservoir yang akan
digunakan adalah groud reservoir dengan volume yang disesuaikan dengan
pola pemakaian air yang ada.
Kriteria Desain :
a. Ambang Bebas dan Dasar Bak

•

Ambang bebas minimum 30 cm di atas muka air tertinggi

•

Dasar bak minimum 15 cm dari muka air terendah

b. Inlet dan Outlet

•

Posisi dan jumlah pipa inlet ditentukan berdasarkan pertimbangan
bentuk dan struktur tangki sehingga tidak ada daerah dengan aliran
yang mati

•

Pipa outlet dilengkapi dengan saringan dan diletakkan minimum 10
cm di atas lantai atau pada muka air terendah

•

Pipa inlet dan outlet dilengkapi dengan gate valve

•

Pipa peluap dan penguras memiliki diameter yang mampu
mengalirkan debit air maksimum secara gravitasi dan saluran outlet
harus terjaga dari kontaminasi luar.

c. Ventilasi dan Manhole

•

Reservoir dilengkapi dengan ventilasi, manhole, dan alat ukur
tinggi muka air

•

Tinggi ventilasi ± 50 cm dari atap bagian dalam

•

Ukuran manhole harus cukup untuk dimasuki petugas dan kedap
air.

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-33

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

Data Perencanaan :

•

Debit pengolahan, Q = 0,18 m3/det

•

Jumlah reservoir, n = 1 buah

•

Kemiringan dasar bak 1/1000

•

Reservoir dilengkapi dengan buffle untuk mencegah aliran mati.

•

Diameter pipa penguras, dpeng = 6 inchi

•

Diameter pipa peluap, dpel = 6 inchi

Perhitungan :

•

Persentase volume reservoir, %V = 17,32%

•

Volume total reservoir, V = 2693,6 m3

•

Dimensi reservoir :
-

Kedalaman reservoir, h = 4,8 m

-

Panjang reservoir, p = 35 m

-

Lebar reservoir, l = 16 m

-

Freeboard = 70 cm

VII.12. Lagoon Sludge Drying Bed

Sludge drying bed berfungsi untuk memisahkan air dari lumpur
dengan cara pengeringan dan penguapan. Unit ini akan menampung
lumpur dari unit sedimentasi.

Kriteria Desain :

•

Periode pengeringan

= 10 – 15 hari

•

Tebal lapisan lumpur

< 6 ft

•

Tebal lapisan tanah

= 225 – 300 mm

•

Koefisien keseragaman

< 4

•

Ukuran efektif tanah

= 0,3 – 0,75 mm

•

Tebal lapisan kerikil

= 225 – 300 mm

•

Kadar lumpur hasil pengeringan

•

Kemiringan dasar bak

= 60%

= 0,5 – 1%

Data Perencanaan :

•

Periode pengeringan, td = 15 hari

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-34

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

•

Tebal lumpur, hl = 1,8 m

•

Jumlah bak, n = 2

•

Kemiringan dasar bak = 0,5%

•

Pipa drain, d = 6”

•

Bak akan dilengkapi dengan lapisan tanah dan kerikil untuk
menahan lumpur. Karakteristik tanah dan kerikil adalah sebagai
berikut :
Media

Ukuran efektif
mm
0,4
0,6
5
20
40

Pasir halus
Pasir kasar
Kerikil halus
Kerikil sedang
Kerikil kasar

H
mm
150
75
75
75
75

Perhitungan :

VI.12.

•

Jumlah lumpur dari unit seedimentasi, VLs =403,2 m3

•

Jumlah lumpur per bak, VLb = 201,6 m3

•

Lebar bed, l = 4 m

•

Panjang bed, p = 28 m

•

Kedalaman media tanah dan kerikil = 45 cm

•

Freeboard = 25 cm

Bak Sirkulasi

Air yang telah digunakan untuk pencucian filter disirkulasikan
kembali ke unit koagulasi. Sebelum disirkulasikan, air ditampung di
dalam suatu bak yang memiliki kapasitas untuk satu kali pencucian.
Dari unit filtrasi, air pencuci dialirkan ke bak dengan menggunakan pipa
berdiameter 14 inch. Proses sirkulasi dilakukan dengan menggunakan
pompa dan pipa penghantar dengan diameter 8 inch.
Hasil Perencanaan
y

Volume bak, V = 156 m3

y

Dimensi bak:
o Panjang, p

= 11 m

o Lebar, L

=9m

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-35

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

o Kedalaman bak, h = 1,7 m

= 80 cm

o Freeboard

Sistem Sirkulasi
Sirkulasi air buangan dilakukan dengan menggunakan pompa.
Jumlah pompa yang digunakan adalah 2 buah (1 operasi dan 1
cadangan).

VI.13.

y

Debit sirkulasi, Q

= 0,027 m3/det

y

Diameter pipa sirkulasi, d

= 8 inch

y

Panjang pipa sirkulasi, L

= 55 m

y

Kehilangan tekan pada pipa sirkulasi, ΔH = 0,342 m

y

Head statis, Hs

= 5,5 m

y

Head pompa yang dibutuhkan, Hp

= 5,842m

y

Head pompa disediakan, H

= 10 m

y

Daya tiap pompa, P = 3131,35 watt (4000 watt, Grundfoss)

Profil Hidrolis

Profil hidrolis ditentukan berdasarkan tinggi muka air (E) tiap unit.
Pada lokasi instalasi, profil hidrolis ditentukan berdasarkan ketinggian
pulsator dan unit koagulasi.
ƒ

Reservoir, ER = 31,309 m

ƒ

Ekualisasi, EE = 31,855 m

ƒ

Filtrasi, EF = 33,545 m

ƒ

Sedimentasi

ƒ

o Eoutlet

= 34,112 m

o Eawal outlet

= 34,113 m

o Esal pelimpah

= 34,143 m

o Esedimentasi

= 34,328 m

o Einlet

= 34,329 m

o Esal inlet

= 34,401 m

Flokulasi
o Eujung outlet

= 34,401 m

o Eakhir kompartemen2 = 34,402 m
o Eawal kompartemen2 = 34,460 m

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-36

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

o Eakhir kompartemen1 = 34,460 m
o Eawal kompartemen1 = 34,584 m
o Einlet
ƒ

ƒ

= 34,730 m

Koagulasi
o Ebak

= 34,730 m

o Eterjunan

= 36,500 m

o Ezona inlet

= 36,900 m

Bak Penenang
EV-notch = 37,268 m
Pada lokasi intake, profil hidrolis ditentukan dari titik pengambilan air.

ƒ

ƒ

Saluran intake
o Einlet

= 4,1 m

o Esblm barscreen

= 4,099 m

o Esesudah bar screen

= 4,082 m

o Esblm pintu air

= 4,08 m

o Esesudah pintu air

= 3,92 m

o Eoutlet

= 3,918 m

Bak Pengumpul
Ebak = 3,918 m

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-37