Analisis Sistem Jaringan Perpipaan Penyalur Air Limbah di Kawasan Universitas Sebelas Maret Surakarta - UNS Institutional Repository

  

ANALISIS SISTEM JARINGAN PERPIPAAN PENYALUR AIR

LIMBAH DI KAWASAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

ANALYSIS OF SEWERAGE PIPELINE NETWORK SYSTEM IN

SEBELAS MARET UNIVERSITY OF SURAKARTA

SKRIPSI

  Disusun Sebagai Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik ( ST ) Program Studi S1 Teknik Sipil Fakultas Teknik

  Universitas Sebelas Maret Surakarta

  

Disusun Oleh :

AGUNG PANGESTU NUGROHO

I0113003

  PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

  

2018

PERSEMBAHAN Untuk: Ayahanda Dyanto Handoyo S

  Ibunda Jeminten U.

Keluarga Besar KBK Keairan

Keluarga Besar Teknik Sipil UNS 2013

  

“Maka apabila engkau telah selesai, tetaplah

bekerja keras”

QS Al-Insyirah ayat 6-7

“Sebaik-baik manusia adalah yang paling bermanfaat bagi

manusia

  

MOTTO

“Sesungguhnya setiap kesulitan ada kemudahan.”

  ”

• -Rasulullah SAW (dalam HR. Tirmidzi)-

  

ABSTRAK

  Agung Pangestu Nugroho, Budi Utomo, Solichin, 2018. Analisis

  

Sistem Jaringan Perpipaan Penyalur Air Limbah di Kawasan

Universitas Sebelas Maret Surakarta. Skripsi. Program Studi Teknik

  Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret Surakarta. Air limbah domestik yang timbul di kawasan Universitas Sebelas Maret

  Surakarta mendorong dibangunnya suatu sistem yang dapat mengolah air limbah tersebut. Jaringan perpipaan penyalur air limbah diperlukan untuk mengalirkan air limbah menuju instalasi pengolahan secara gravitasi.

  Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui total debit air limbah yang timbul di kawasan kampus UNS dan apakah desain jaringan pipa yang mengalirkan air limbah menuju IPAL sudah optimal bila didasarkan pada syarat yang telah ditentukan. Desain eksisting kemudian dibandingkan dengan desain variasi kecepatan dan kemiringan yaitu kecepatan minimum 0.3 m/det – 1.2 m/det dengan kemiringan 0.1% - 0.5%, kecepatan medium 1.3 m/det

• – 2.2 m/det dengan kemiringan 0.5% - 3.5 % dan kecepatan maksimum 2.3 m/det
• – 3 m/det dengan kemiringan 1% - 10%. Analisis dilakukan secara manual dan dengan bantuan software.

  Dari hasil analisis desain rencana didapatkan nilai debit puncak sebesar 218.0806 liter/detik. Terdapat beberapa saluran pipa rencana tidak memenuhi persyaratan dan sebagian besar saluran debitnya melebihi desain rencana saat terjadi debit puncak. Hasil analisis desain dengan variasi kecepatan dipilih desain dengan kecepatan medium sebagai desain yang paling optimal dibanding desain lain karena desain dengan kecepatan medium mampu memenuhi syarat yang telah ditentukan.

  

Kata Kunci: Air Limbah, Debit, IPAL, Jaringan Perpipaan, Saluran

Air Limbah.

  

ABSTRACT

  Agung Pangestu Nugroho, Budi Utomo, Solichin, 2018. Analysis of

  

Sewerage Pipeline Network System in Sebelas Maret University of

Surakarta. Skripsi. Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik.

  Universitas Sebelas Maret Surakarta.

  

Domestic wastewater that arise in Sebelas Maret University of

Surakarta encourages the construction of a processing system that can

treat waste water so as not to cause contamination. Wastewater

distributor piping networks are required to drain wastewater to

gravitational processing plants.

The purpose of this study is to determine the total discharge of waste

water that arises in the campus area of UNS and whether the design of

pipelines that drain the waste water to the WWTP is optimal when

based on predetermined conditions. The existing design is then

compared with the design of variations in speed and inclination ie

minimum speed 0.3 m/s - 1.2 m/s with slope 0.1% - 0.5%, medium speed

1.3 m/s - 2.2 m/s with slope 0.5% - 3.5% maximum 2.3 m/s - 3 m/s with

a slope of 1% - 10%. The analysis is done manually and with the help

of software.

From result of design analysis of plan got peak discharge value equal

to 218.0806 L/s. There are several plan pipelines that do not meet the

requirements and most of their debit channels exceed the design of the

plan during peak discharge. The result of design analysis with variation

of speed is chosen by design with medium speed as the most optimal

design compared to other designs because the design with medium

speed can fulfill the specified requirement.

  Keywords: Flow, Pipe Network, Sewerage, Wastewater, WWTP.

  

Alhamdulillahirobbil’alamin, puji syukur ke hadirat Allah SWT atas segala

  rahmat hidayah dan karunia-Nya sehingga penulis dapat melaksanakan dan menyelesaikan skripsi/tugas akhir dengan judul

  “Analisis Sistem Jaringan

Perpipaan Penyalur Air Limbah Di Kawasan Universitas Sebelas Maret

Surakarta

  ”. Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Universitas Sebelas Maret.

  Penulisan Skripsi/Tugas Akhir ini dapat berjalan baik tidak lepas dari bimbingan, dukungan dan motivasi dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, penulis menyampaikan terimakasih kepada:

  1. Segenap Pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

  2. Ir. Budi Utomo, M.T. dan Ir. Solichin, M.T. selaku dosen pembimbing I dan II yang telah membimbing penulis dengan baik dari awal hingga akhir proses pengerjaan tugas akhir ini.

  3. Dr. Dewi Handayani, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing akademik atas segala arahan, bimbingan serta dukungannya.

  4. Orang tua dan keluarga yang selalu memberikan dukungan moral maupun material serta spriritual.

  5. Teman-teman S-1 Teknik Sipil angkatan 2013 terima kasih atas dukungan dan kerjasama yang kompak.

  6. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk penelitian selanjutnya. Semoga penelitian ini dapat bermanfaat sebesar-besarnya bagi

  Surakarta, Januari 2018 Penulis

DAFTAR ISI

  HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................................ ii HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iii PERSEMBAHAN .................................................................................................. iv MOTTO.................................................................................................................... v ABSTRAK ............................................................................................................. vi ABSTRACT .......................................................................................................... vii KATA PENGANTAR ......................................................................................... viii DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiv DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xvi

  

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

  1.1 Latar Belakang ............................................................................................. 1

  1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................ 2

  1.3 Batasan Masalah ........................................................................................... 3

  1.4 Tujuan Penelitian .......................................................................................... 3

  1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................................ 3

  

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ............................. 4

  2.2 Dasar Teori ................................................................................................... 6

  2.2.1 Karakteristik Air Limbah .................................................................... 6

  2.2.2 Sistem Pengelolaan Air Limbah .......................................................... 9

  2.2.3 Sistem Penyaluran Air Limbah ......................................................... 10

  2.2.4 Klasifikasi Pipa Air Buangan ............................................................ 12

  2.2.5 Prinsip Dasar Penyaluran Air Limbah............................................... 15

  2.2.6 Bangunan Pelengkap Air Limbah ..................................................... 28

  

BAB III METODOLOGI PENELITIAN .......................................................... 31

  3.1 Metode Penelitian ....................................................................................... 31

  3.2 Lokasi Penelitian ........................................................................................ 31

  3.3 Pengumpulan Data ..................................................................................... 32

  3.3.1 Data Primer ....................................................................................... 32

  3.3.2 Data Sekunder ................................................................................... 32

  3.4 Alat Bantu Penyusunan Tugas Akhir ......................................................... 32

  3.5 Tahapan Analisis Data................................................................................ 32

  3.6 Pengolahan Data Menggunakan Software Perhitungan Jaringan Penyalur Air Kotor ..................................................................................... 33

  3.6.1 Pengaturan Awal ............................................................................... 33

  3.6.2 Pembuatan Model Desain .................................................................. 34

  3.6.3 Memasukkan Data Pada Skema Jaringan .......................................... 35

  3.6.4 Tahap analisis .................................................................................... 38

  3.7 Alur Penelitian ............................................................................................ 41

  

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN ....................................................... 43

  4.1 Instalasi Pengolahan Air Limbah UNS ...................................................... 43

  4.2 Data yang Digunakan ................................................................................. 44

  4.2.1 Data Jumlah Civitas Akademika Tiap Gedung di UNS .................... 44

  4.2.2 Jaringan Pipa Air Limbah Yang Melayani Tiap Gedung di UNS ..... 47

  4.2.3 Elevasi Manhole dan Profil Pipa Layanan ........................................ 52

  4.2.4 Infiltrasi dan Inflow ........................................................................... 60

  4.2.5 Debit Penggunaan Air Bersih Oleh Konsumen IPAL ....................... 60

  4.3 Hasil Analisis dan Pembahasan .................................................................. 62

  4.3.1 Analisis Manual Debit Puncak Air Limbah ...................................... 62

  4.3.2 Analisis Menggunakan Software Perhitungan Jaringan Air Kotor ... 63

  4.3.3 Perbandingan Diameter Pipa Desain Rencana dengan Desain Kecepatan Medium ........................................................................... 74

  

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 82

  5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 82

  5.2 Saran ........................................................................................................... 83 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 84 LAMPIRAN ........................................................................................................... 86

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Contoh Pipa Persil ......................................................... 13Gambar 2.2 Contoh Pipa Retikulasi .................................................. 13Gambar 2.3 Contoh Pipa Utama Mayor ............................................ 33Gambar 2.4 Contoh Manhole Pertemuan .......................................... 28Gambar 2.5 Drop Manhole ................................................................ 29Gambar 2.6 Terminal Clean Out ....................................................... 29Gambar 3.1 Peta Cakupan Kawasan Pelayanan Ipal di UNS ............ 31Gambar 3.2 Pengaturan Awal Software Perhitungan Jaringan Penyalur

  Air Kotor ........................................................................ 34

Gambar 3.3 Kotak Dialog untuk Memasukkan Nilai Kecepatan Aliran,

  Kedalaman Pipa dan Kemiringan Saluran Rencana ........................... 34

Gambar 3.4 Menu Conduit untuk Membuat Skema Jaringan Pipa ... 35Gambar 3.5 Skema Jaringan Pipa P4 Hasil Penggambaran dengan

  Software Perhitungan Jaringan Penyalur

  Air Kotor ........................................................................ 35

Gambar 3.6 Memasukkan Data pada Properties Manhole ................ 36Gambar 3.7 Memasukkan Data pada Properties Conduit ................. 36Gambar 3.8 Menentukan Unit Sanitary Loads .................................. 37Gambar 3.9 Memasukkan Data Debit Timbulan pada Manhole. ...... 38Gambar 3.10 Pengaturan Extreme Flow ............................................ 39Gambar 3.11 Pengaturan Base Calculation ....................................... 39Gambar 3.12 Hasil Analisis Program Berupa Gambar Profil Saluran

  Pipa............................................................................... 40

Gambar 3.13 Diagram Alir Penelitian ............................................... 41Gambar 4.1 Peta Jaringan Pipa Layanan IPAL UNS ........................ 47Gambar 4.2 Daerah Layanan Pipa P1 ................................................ 48Gambar 4.3 Daerah Layanan Pipa P3 ................................................ 48Gambar 4.4 Daerah Layanan Pipa P4 ................................................ 49Gambar 4.5 Daerah Layanan Pipa P5 ................................................ 49Gambar 4.6 Daerah Layanan Pipa P6 ................................................ 50Gambar 4.7 Daerah Layanan Pipa P6 ................................................ 50Gambar 4.8 Daerah Layanan Pipa P7 ................................................ 50Gambar 4.9 Daerah Layanan Pipa P8 ................................................ 51Gambar 4.10 Daerah Layanan Pipa P8 .............................................. 51Gambar 4.11 Daerah Layanan Pipa P9 .............................................. 52Gambar 4.12 Daerah Layanan Pipa P10 ............................................ 52Gambar 4.13 Profil Saluran Pipa P10 Desain Rencana ..................... 79Gambar 4.14 Profil Saluran Pipa P10 Desain Kecepatan Medium ... 80

  

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Penelitian Terkait Jaringan Perpipaan Air Limbah..................................5Tabel 2.2 Besaran Population Equivalen (Pe) untuk Perancangan Ipal

  Berdasarkan Jenis Peruntukan Bangunan ................................................ 7

Tabel 2.3 Keuntungan dan Kerugian Sistem Kelola Off Site..................................10Tabel 2.4 Angka Pemakaian Air Perkapita Perhari ................................................15Tabel 2.5 Rincian Pemakaian Air Rumah Tangga/Domestik................................16Tabel 2.6 Debit Infiltrasi dalam Pipa Air Limbah.................................................16Tabel 2.7 Angka Kekasaran Absolut dan Koefisien Kekasaran Manning.............21Tabel 2.8 Diameter, Ukuran dan Kekuatan Pipa....................................................25Tabel 2.9 Kemiringan Saluran untuk Diameter Pipa.............................................26Tabel 2.10 Jarak Manhole Menurut Diameter.......................................................28Tabel 4.1 Data Jumlah Civitas Akademika Tiap Gedung di UNS ........................ 44Tabel 4.2 Jaringan Pipa Layanan Setiap Gedung di UNS ..................................... 48Tabel 4.3 Rekapitulasi Elevasi dan Stationing Titik Manhole ............................. 53Tabel 4.4 Jenis Material dan Diameter Pipa Saluran ........................................... 56Tabel 4.5 Rekapitulasi Profil Pipa Layanan .......................................................... 57Tabel 4.6 Debit Infiltrasi dalam Pipa Air Limbah Sesuai Diameter Pipa ............. 60Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Persentase Kehadiran Mahasiswa Teknik dalam Satu

  Minggu Kegiatan Perkuliahan ............................................................... 61

Tabel 4.8 Debit Penggunaan Air Bersih oleh Konsumen IPAL ............................ 62Tabel 4.9 Perhitungan Manual Debit Puncak Air Limbah .................................... 62Tabel 4.10 Ketentuan yang Digunakan dalam Analisis ........................................ 63Tabel 4.11 Hasil Analisis Desain Rencana............................................................ 64Tabel 4.12 Rekapitulasi Kecepatan Aliran Air Limbah Desain Rencana ............. 68Tabel 4.13 Rekapitulasi Debit Aliran Air Limbah Desain Rencana ..................... 69Tabel 4.14 Rekapitulasi Kedalaman Penanaman Pipa Air Limbah Desain

  Rencana .................................................................................................................. 69

Tabel 4.15 Rekapitulasi Kedalaman Perletakan Pipa Air Limbah Desain dengan

  Variasi Kecepatan dan Kemiringan..................................................... 70

Tabel 4.16 Rekapiulasi Perbandingan Kecepatan Desain Kecepatan Minimum

  dan Kecepatan Medium ....................................................................... 70

Tabel 4.17 Hasil Analisis Desain Kecepatan Medium .......................................... 71Tabel 4.18 Rekapitulasi Debit Aliran Air Limbah Desain Kecepatan Medium.... 74Tabel 4.19 Rekapitulasi Perubahan Ukuran Diameter Pipa Hasil Analisis Software ...............................................................................................

  74 Tabel 4.20 Persentase Diameter Pipa pada Desain Rencana ................................. 77