Laporan Perencaan Bangunan Pengolahan Air
LAPORAN PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM
Dibuat untuk memenuhi syarat untuk mengikuti ujian akhir mata kuliah Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum (PBPAM)
Oleh: Anissa Rizky Faradilla
Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Arsitektur Lansekap dan Teknologi Lingkungan Universitas Trisakti
Jakarta
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yag telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum ini dengan tepat waktu.
Adapun tujuan dari penyusunan laporan ini adalah untuk merencanakan bangunan pengolahan air minum, sebagai salah satu syarat untuk kelulusan mata kuliah Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum.
Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam penyelesaian laporan ini, khususnya kepada dosen mata kuliah PBPAM, Ibu Hernani Yulinawati, ST, MURP dan Ibu Ir. Ratnaningsih, MT. serta kepada keluarga dan teman – teman seperjuangan yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas ini.
Penulis sadar dalam penyusunan laporan ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun dari para pembaca sangat penulis harapkan demi penulisan yang lebih baik untuk yang akan datang. Dan penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun bagi pembaca.
Jakarta, Juli 2014
Penulis
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Unit-Unit Operasi Dan Proses Yang Biasa Digunakan Dalam IPA ................. 11 Gambar 3.1 Skema Unit Operasi Terpilih .......................................................................... 25 Gambar 4.1 Susunan Media Filter ..................................................................................... 61
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air merupakan kebutuhan yang sangat vital bagi kehidupan manusia. Karena itu jika kebutuhan akan air belum tercukupi maka dapat memberikan dampak yang besar terhadap kerawanan kesehatan maupun sosial. Seiring dengan meningkatnya populasi penduduk maka kebutuhan air dengan sendirinya akan meningkat. Peningkatan ini diiringi pula dengan peningkatan masalah yang berhubungan dengan kualitas air baku yang dapat digunakan sebagai sumber air bersih.
Permasalahan yang timbul yakni sering dijumpai bahwa kualitas air tanah maupun airsungai yang digunakan masyarakat kurang memenuhi syarat sebagai air minum yang sehat bahkan di beberapa tempat bahkan tidak layak untuk diminum. Air yang layak diminum, mempunyai standar persyaratan tertentu yakni persyaratan fisis, kimiawi dan bakteriologis, dan syarat tersebut merupakan satu kesatuan. Jadi jika ada satu saja parameter yang tidak memenuhi syarat maka air tesebut tidak layak untuk diminum. Standar kualitas air minum menurut harus sesuai dengan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No.20 Tahun 1990. Pemakaian air minum yang tidak memenuhi standar kualitas tersebut dapat menimbulkan gangguan kesehatan, baik secara langsung dan cepat maupun tidak langsung dan secara perlahan. Untuk mendapatkan air bersih yang layak dan aman untuk dikonsumsi (terutama untuk air minum) perlu adanya suatu proses dari air baku menjadi air yang layak digunakan, selalu melalui suatu pengolahan yang bertujuan memperbaiki kualitas air.
Pengolahan air bisa dimulai dengan menggunakan sistem yang sederhana dan dapat juga dengan pengolahan yang lengkap, sesuai dengan tingkat kebutuhan yang diperlukan tergantung dari kualitas badan air yang akan diolah. Semakin rendah kualitas air maka semakin berat pengolahan yang dibutuhkan.
Keberhasilan proses pengolahan air berkaitan dengan pemilihan unit proses dan unit operasi yang akan dipakai dengan mempertimbangkan proses-proses yang terjadi pada pengolahan fisik, kimia dan biologi.
Dengan mengetahui kriteria perencanaan dan perancangan dari suatu bangunan pengolahan air maka tujuan yang hendak dicapai untuk mendapatkan air bersih yang baik aman dan layak (terutama untuk pemenuhan kebutuhan air minum) dari segi investasi dan operasi dapat tercapai.
1.2 Maksud dan Tujuan
Maksud dari pelaksanaan tugas ini adalah agar mahasiswa mengetahui permasalahan yang ditimbulkan dan pemecahannya di lapangan pekerjaan pada umumnya dan mampu merencanakan suatu bangunan pengolahan air minum pada khususnya.
Sedangkan tujuan disusunnya laporan ini adalah agar:
1. Mampu mengenal prinsip dasar dan memahami tata cara penyusunan dalam merencanakan suatu sistem bangunan pengolahan air minum.
2. Mampu melakukan perhitungan dan mengambil keputusan berdasarkan perhitungan yang ada dalam suatu perencanaan.
3. Mampu membuat perencanaan sistem bangunan air minum.
1.3 Ruang Lingkup
Dalam merencanakan unit –unit dalam bangunan pengolahan air minum, diperlukan pertahapan tertentu sebagai berikut :
1. Mendisain suatu Instalasi Pengolahan Air Minum (IPA) Kota Trisakti Jaya sesuai tahapan-tahapan pembuatan suatu disain IPA yang lazim serta modifikasi dan perkembangan tahun-tahun terakhir yang mengambil air dari Sungai Jaya Timur.
2. Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum (PBPAM) ini berdasarkan pemilihan teknologi pengolahan air minum yang sangat dipengaruhi oleh kualitas air baku yang
berasal dari Sungai Jaya Timur, di samping standar kualitas air minum yang ingin di capai. Untuk Perencanaannya meliputi :
1) Rencana dasar terdiri dari :
a. Kebutuhan air agar dapat didesain kapasitas instalasi pengolahan air minum sehingga kebutuhan masyarakat dapat terpenuhi.
b. Membangun instalasi air minum secara bertahap sesuai dengan meningkatnya penduduk.
c. Analisis kualitas air baku, dengan mengetahui parameter-parameter dalam air bersih dan juga kegunaan tiap parameter.
d. Alternatif dan pemilihan unit operasi dan unit proses BPAM, dengan menentukan jenis pengolahan yang tepat serta ekonomis.
2) Rencana detail terdiri dari Maksud, tujuan, fungsi, criteria perencanaan, perhitungan unit operasi dan unit proses BPAM serta perhitungan hidrolis dan
penggunaan bahan kimia.
3) Rencana gambar desain meliputi tampak atas, potongan memanjang dan melintang, detail, 3 dimensi dan gambar profil hidrolis.
3. Dasar-dasar teori yang secara langsung mendukung perencanaan dan perhitungan harus diuraikan secara jelas tapi ringkas disertai dengan sumber pustaka selain itu juga
menggunakan tabulasi yang ada.
4. Lokasi penempatan IPA pada daerah relatif datar dengan luas yang memadai hinggan akhir tahun perencanaan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kebutuhan Air
Hal yang menjadi perhatian yang berkaitan dengan kuantitas air bersih adalah mengenai pemakaian dan kebutuhan air. Pemakaian air bertitik tolak dari jumlah air yang terpakai dan sistem yang ada walau bagaimanapun kondisinya. Pemakaian air dapat terbatas oleh karena terbatasnya air yang tersedia pada sistem yang dipunyai dan belum tentu sesuai dengan kebutuhannya.Pengertian kebutuhan air adalah jumlah air yang diperlukan secara wajar untuk keperluan pokok manusia dan kegiatan-kegiatan lainnya yang memerlukan air. Kebutuhan air menentukan besaran sistem dan ditetapkan berdasarkan pengalaman pengalaman dan pemakaian air (Chatib, 1996:15).
Kebutuhan air bersih berbeda antara kota yang satu dengan kota yang lainnya. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi penggunaan air bersih menurut Linsey and Franzini (1986) adalah :
1. Iklim
2. Ciri-ciri penduduk
3. Masalah lingkungan hidup
4. Keberadaan industri dan perdagangan
5. Iuran air dan meteran
6. Ukuran kota Berdasarkan standar WHO, jumlah minimal kebutuhan air adalah 60 l/jiwa/hari(Chatib,
1996:19). Kebutuhan ini akan meningkat sampai tercapai pemenuhan kebutuhan yang memuaskan atau sampai harga air membatasi pemakaian. Menurut Departemen Kesehatan, standar keperluan air per orang per hari adalah sebesar 150 liter per hari seperti yang dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut ini :
Tabel 2.1 Keperluan Air Per Orang Per Hari (Standar Departemen Kesehatan)
Keperluan
Air yang dipakai
Minum
2,0 liter
Memasak, kebersihan dapur
14,5 liter
Mandi, kakus
20 liter
Cuci pakaian
13 liter
Air Wudhu
15 liter
Air untuk kebersihan rumah
32 liter
Air untuk menyiram
11 liter
Air untuk mencuci kendaraan
22,5 liter
Air untuk keperluan lain-lain
(Sumber: Rachman, 2005)
2.2 Kualitas Air Baku
Kualitas air bersih apabila ditinjau berdasarkan kandungan bakterinya menurutSK.Dirjen PPM dan PLP No. 1/PO.03.04.PA.91 dan SK JUKLAK PKA Tahun2000/2001,dapat dibedakan ke dalam 5 kategori sebagaiberikut :
1. Air bersih kelas A ketegori baik mengandung total koliform kurang dari
50. Air yang peruntukannya dapat digunakan untuk air baku air minum.
2. Air bersih kelas B kategori kurang baik mengandung koliform 51-100mg/l. Air yang peruntukannya dapat digunakan untuk prasarana/sarana rekreasi
air, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, mengairi pertanaman.
3. Air bersih kelas C kategori jelek mengandung koliform 101-1000mg/l. Air yang peruntukannya dapat digunakan untuk pembudidayaan ikan air tawar, peternakan,mengairi pertanaman.
4. Air bersih kelas D kategori amat jelek mengandung koliform 1001-2400mg/l. Air yang peruntukannya dapat digunakan untuk mengairi pertanaman.
5. Air bersih kelas E kategori sangat amat jelek mengandung koliform lebih2400mg/l. Air baku yang berkualitas harus memenuhi syarat – syarat yang mencakup sifat– sifat
fisika dan kimia air. Syarat ini harus sesuai dengan standar yang telah dikeluarkan oleh Depatemen Kesehatan sesuai dengan SK Menkes RI No. 907/Menkes/SK/VII/2002 tentang Syarat-syarat dan Pengawas Kualitas Air Minum.
Tabel 2.2 Data Kualitas Air Menurut Keputusan Menteri Kesehatan RI No. 907/Menkes/SK/VII/2002
(Sumber : Digilib, Unpas. 2010)
Agar baku mutu air minum dapat terpenuhi, maka diperlukan berbagai usahan untuk menjaga kualitas air, yaitu (winarni, 1996 : 17) :
a. Kontrol pada sumber air dapat dilakukan dengan pemilihan sumber air, control terhadap sumber polusi yang masuk ke sumber air, perbaikan kualitas sumber, control pertumbuhan biologi.
b. Instalasi pengolahan air yang tepat
c. Kontrol pada sistem transmisi dan distribusi untuk mencegah kontaminan.
2.3 Proses Pengolahan Air
Menurut Reynolds (1982: 1), berdasarkan fungsinya unit-unit operasi dan unit-unit proses di teknik lingkungan dapat diklasifikasikan menjadi 3 klasifikasi, yaitu pengolahan fisik, kimia dan biologi.
Unit-unit operasi dan proses yang biasa digunakan dalam proses pengolahan air terdiri dari :
Diagram 2.1. Unit-unit operasi dan proses yang biasa digunakan dalam proses pengolahan (Sumber: Rahman, 2005)
1. Intake
Intake merupakan bangunan pengambilan air baku. Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah:
a. debit intake jauh lebih kecil dari debit sumber air baku
b. tinggi air minimum, maksimum dan rata-rata dari sumber air baku
c. kecepatan aliran pada iar permukaan/ sungai bila digunakan air sungai
d. Perhatikan kondisi lumpur jangan terbawa
2. Prasedimentasi
Fungsi dari unit ini adalah untuk mengendapkan partikel-partikel tersuspensi dengan berat jenis yang lebih besar dari berat jenis air. Pengendapan dilakukan dengan jalan penyimpanan air dalam jangka waktu tertentu. Penggunaan unit ini tergantung dari karakteristik air bakunya.
Proses yang terjadi pada pengolahan ini adalah penghilangan padatan tersuspensi secara gravitasi pada sebuah rak. Efisiensi proses bergantung pada ukuran partikel padatan tersuspensi yang akan dihilangkan dan tingkat pengendapannya masing-masing (Schulz dan Okun, 1984: 31).
3. Koagulasi dan Flokulasi
Koagulasi adalah penambahan koagulan yang disertai dengan pengadukan cepat sehingga menghasilkan partikel tersuspensi yang halus, sedangkan flokulasi adalah pengadukan secara lambat untuk mengumpulkan dan mengendapkan partikel-partikel atau flok-flok yang terbentuk. Koagulasi dan flokulasi ini terjadi adanya destabilisasi dan tumbukan antar partkel bebas (Reynold, 1982: 15).
Pada prinsipnya ada dua aspek yang penting didalam proses koagulasi dan flokulasi yaitu : - Pembubuhan bahan kimia koagulan - Pengadukan bahan kimia tersebut dengan air baku.
Aplikasi dari koagulasi dan flokulasi ini dilakukan dalam dua rector yang berbeda yaitu koagulator dan flokulator (Darmasetiawan, 2001: 18). Menurut Darmasetiawan (2001: 19), Ada tiga faktor yang menentukan keberhasilan suatu proses koagulan :
- Jenis bahan kimia koagulan - Dosis pembubuhan bahan kimia - Pengadukan dari bahan kimia
4. Sedimentasi
Sedimentasi atau pengendapan adalah pemisahan partikel yang ada di dalam air secara gravitasi. Keberadaan partikel di dalam air di ukur dengan melihat kekeruhan atau dengan mengukur secara langsung berat zat padat yang terlarut (Darmasetiawan, 2001:64).
Menurut Reynold (1982:69), Sedimentasi merupakan pengendapan cairan terurai dengan menggunakan atau memanfaatkan gaya gravitasi, untuk memindahkan zat padat yang tertahan. Hal ini digunakan dalam pengolahan air. Pengendapan partikel sedimentasi terbagi menjadi :
a) Pengendapan dengan kecepatan konstan (discrete settling)
b) Pengendapan dengan kecepatan berubah (flocculan settling) Pemilihan sedimentasi tergantung dari tipe dan ukuran flok yang dihasilkan dari proses
flokulasi. Jenis sedimentasi yang sering digunakan adalah :
a) Plain sedimentasi
b) Upflow sludge blanket clarifier
c) Inclineed plat/tube sedimentasi
d) Upflow sludge resirculasi sedimentasi
5. Filtrasi
Menurut Reynolds (1982 : 131), filtrasi adalah pemisahan antara cairan dan padatan dengan menggunakan medium berpori dan material berpori untuk memisahkan sebanyak mungkin partikel halus tersuspensi yang ada dari cairan. Filtrasi ini bertujuan untuk menyaring air yang sudah melewati proses koagulasi, flokulasi dan sedimentasi agar dihasilkan air minum yang bermutu tinggi.
Saringan dapat diklasifikasikan menurut media penyaringan yang digunakan menjadi (Reynold, 1982 : 131):
a) Saringan dengan medium tunggal Menggunakan satu macam medium, misalnya pasir atau anthrasit.
b) Saringan dengan medium ganda Menggunakan dua macam medium, misalnya pasir dan anthrasit.
c) Saringan multimedia Menggunakan tiga macam medium, misalnya pasir, anthrasit dan garnet.
Saringan dengan medium tunggal, yaitu saringan pasir, dapat dibedakan menjadi dua macam:
a) Saringan pasir lambat Saringan pasir lambat memiliki beberapa keuntungan bila dibandingkan dengan
saringan pasir cepat, yaitu saringan pasir lambat lebih murah dan sederhana dalam hal pembuatan maupun pengoperasiannya sehingga tetap dapat dibangun di daerah pedesaan.
Metode pembersihan media pasir pada saringan pasir lembat adalah dengan cara mencuci pasir seperti biasa, yaitu dengan pengerukan pada lapisan yang paling atas, kemudian dicuci di luar bak dan dikembalikan ke filter setelah beberapa waktu. Biasanya proses pembersihan pasir ini memakan waktu lebih lama bila dibandingkan dengan pembersihan pada saringan pasir cepat.
b) Saringan pasir cepat Pada proses penjernihan air, saringan pasir cepat lebih penting bila dibandingkan
dengan saringan pasir lambat karena teknik dari saringan pasir cepat dapat menghasilkan air jernih dalam jumlah besar dan dalam waktu yang relatif lebih singkat.
Air baku yang memiliki tingkat kekeruhan yang cukup tinggi harus ditambahkan dengan bahan kimia terlebih dahulu pada proses sebelumnya, yaitu pada proses koagulasi Air baku yang memiliki tingkat kekeruhan yang cukup tinggi harus ditambahkan dengan bahan kimia terlebih dahulu pada proses sebelumnya, yaitu pada proses koagulasi
Pembersihan saringan pasir cepat dilakukan dengan menggunakan pengaliran balik (back washing), yaitu sistem aliran air keatas dari lapisan dasar dengan kecepatan tinggi sehingga kotoran yang terakumulasi pada pasir akan terangkat dan dialirkan ke drain pembuangan. Luas permukaan unit filter pasir cepat lebih kecil dibandingkan dengan filter pasir lambat.
6. Desinfektan
Desinfeksi diar bertujuan untuk membunuh bakteri, protozoa, dan virus serta ukuran partikel disinfeksi yang dikehendaki adalah berukuran kecil dan yang tidak bersifat racun terhadap manusia (Al-Layla, 1978:219).
Menurut Reynold (1982:527), klorinasi adalah desinfektan yang paling banyak digunakan karena cara tersebut murah dan efektif untuk digunakan pad akonsentrasi rendah. Klorinasi ini dapat diaplikasikan baik dalam bentuk gas maupun hipoklorit, namun bentuk yang paling umum digunakan adalah gas.
BAB III RENCANA DASAR
3.1 Kebutuhan Air
Kebutuhan air merupakan banyaknya air yang diperlukan untuk melakukan segala aktifitas, baik itu untuk aktifitas internal maupun kebutuhan eksternal. Kebutuhan air disuatu daerah sangat dipengaruhi oleh jumlah penduduk, aktifitas dominan penduduk, gaya hidup, keadaan sosial ekonomi, agama, dan adat istiadat, keadaan geografi dan perkembangan kota, dimana semua faktor ini sangat mempengaruhi kebutuhan air didaerah tersebut.
Penentuan besarnya kebutuhan air pada suatu daerah sangat diperlukan untuk menentukan kapasitas produksi dari BPAM, sehingga bangunan pengolahan air minum ini dapat melayani seluruh kebutuhan masyarakat. Pada tugas ini Bangunan Pengolahan Air minum direncanakan untuk melayani kebutuhan air mastarakat Kota Trisakti Jaya. Sehingga sebagian data yang diperlukan dalam tugas ini diambil dari data yang telah ada pada tugas Sistem Penyediaan Air Minum semester terdahulu. Kebutuhan hari maksimum pada daerah perencanaan untuk tahun 2020 yaitu sebesar 134,01 l/dtk sedangakan perkiraan kebutuhan air untuk tahun 2030 adalah sebesar 224,75 l/dtk.
Tabel 3.1 Rekapitulasi Kebutuhan Air
Kebutuhan Domestik
Kebutuhan Non-
Konsumsi Total (l/detik)
Kehilangan Air
Kehilangan Air (l/detik)
Q rata-rata (l/detik)
Qhm (l/detik)
Qjp (l/detik)
(Sumber : Laporan Teknis Sistem Penyediaan Air Minum, 2012)
3.2 Pentahapan BPAM dan Rencana Kapasitas Unit
Berdasarkan pertimbangan kemampuan sosial, ekonomi, penduduk dan biaya yang dibutuhkan untuk membangun instalasi pengolahan air bersih, kebutuhan air minum Berdasarkan pertimbangan kemampuan sosial, ekonomi, penduduk dan biaya yang dibutuhkan untuk membangun instalasi pengolahan air bersih, kebutuhan air minum
Perencanaan pentahapan BPAM berfungsi antara lain :
1. Merencanakan kapasitas unit setempat setepat mungkin di dalam memenuhi kebutuhan air yang dibutuhkan.
2. Memberikan gambaran-gambaran perencanaan unit-unit pengolahan yang akan dibangun.
3. Menghindari pemborosan dari segi biaya, konstruksi, operasi dan pemeliharaan. Range untuk Q modul dapat ditentukan sesuai kebutuhan. Pada pentahapan ini
digunakan Q modul sebesar 35 L/dtk. Hal ini berdasarkan pertimbangan dari kapasitas produksi kebutuhan air yang besar dengan mengusahakan sedikit sisa dan penambahan unit yang tidak terlalu banyak.
Untuk mengetahui kapasitas produksi BPAM dapat dilakukan langkah-langkah sebagai berikut :
1. Suplai harian maksimum Data hasil perhitungan Qmd dalam l/dtk dikonversikan menjadi m 3 /hari
Contoh perhitungan : Suplai harian maksimum 2020= 134,01l/dtk x 86400 dtk/hari
1000 m 3 /hari
3 = 11578,46m /hari
2. Tingkat pemakaian air di pengolahan Tingkat pemakaian air di pengolahan digunakan untuk pembersihan atau pencucian filter,
pembubuhan bahan kimia pada unit-unit operasi tertentu dan untuk operasional karyawan kantor. Persentase penggunaan air dipengolahan berkisar antara nilai 5 – 10 %, tetapi nilai ini tidak harus naik setiap tahunnya, kecuali jika kualitas sungai yang digunakan sebagai air baku mengalami kondisi yang semakin memburuk setiap tahunnya akibat pencemaran yang terjadi. Hal ini menyebabkan air untuk pemeliharaan peralatan akan semakin besar pula.
3. Pemakaian air di pengolahan (m3/dtk) Rumus : % tingkat pemakaian air di pengolahan x suplai harian maksimum Contoh :
Pemakaian air di pengolahan tahun 2020 = 7 % x 11578,46m 3 /hari
3 = 810,492m /hari
4. Faktor penyadapan air baku Faktor konstanta antara 1 – 1,5 dipilih terkecil agar didapatkan hasil yang lebih efektif
dalam perencanaan BPAM. Faktor konstanta terkecil yang menunjukkan bahwa instalasi kita baik sehingga kemungkinan terjadi kebocorannya sangat kecil
5. Penyadapan air baku (m 3 /hari) Rumus:
Penyadapan air baku = (suplai harian maks + pemakaian air di pengolahan) x faktor penyadapan air Contoh :
Penyadapan air baku tahun 2020 = (11578,46+ 810,492) x 1,2
= 14866,742m 3 /hari
6. Kapasitas produksi
a) Harian maksimum, merupakan kapasitas produksi yang harus dipenuhi saat hari maksimum yang nilainya sama dengan suplai hari maksimum ditambah dengan
pemakain air dipengolahan. Rumus:
Harian maksimum =Suplai harian maksimum + pemakaian air dipengolahan Contoh: tahun perencanaan 2020 = 11578,46+ 810,492
3 /hari = 12388,96 m
b) Tahunan, adalah kapasitas produksi yang harus dipenuhi dalam satu tahun. Perhitungannya di dapat dari perkalian antara harian maksimum dengan 365 hari dan dibagi dengan 10 6
Contoh perhitungan:
3 Tahun perencanaan 2020 = 12388,96 m /hari x 365
3 = 4,521Juta m /hari
Tabel 3.2 Kapasitas Produksi BPAM Keterangan
Suplai harian max m3/hari 11578,46 13651,2 19418,4 tingkat pemakaian
air di pengolahan pemakaian air di
m3/hari 810,4925 819,072
pengolahan faktor penyadapan
air baku penyadapan air
m3/hari 14866,75 17364,33 24467,18 baku
kapasitas produksi
a. Harian m3/hari 12388,96 14470,27 20389,32 maksimum
L/detik
b. Tahunan
juta m3
7. Kapasitas modul/unit efisien Kapasitas modul/unit yang paling efisien untuk perencanaan ini sebesar 35 l/dtk pada
tahun 2020 sebanyak 4 unit dengan sisa 0 l/dtk, pada tahun 2025 sebanyak 1 unit dengan sisa 5 l/dtk dan pada tahun 2030 sebanyak 2 unit dengan sisa 5 l/dtk.
Tabel 3.3 Kapasitas Produksi Harian
Hasil 2020 kapasitas unit
Hasil
Hasil
sisa 2025 kurang unit
sisa 2030 kurang unit sisa
l/dtk 140
l/dtk
l/dtk
10 0 0 -10 240
20 0 0 -20 240
5 0 0 -5
60 2 120 -20 170
65 2 130 -10 170
20 0 0 -20 240
90 1 75 -15
2020 kapasitas unit Hasil sisa 2025 kurang unit Hasil sisa 2030 kurang unit Hasil sisa
Tabel 3.4 Rekapitulasi Kapasitas Modul kapasita
% sisa penambaha jumla
modul produks produks
n unit
h unit produksi
(l/dtk)
(l/dtk)
i (l/dtk)
(l/dtk)
Grafik Pentahapan IPA
kapasitas produksi (l/dtk)
Tahun Pentahapan
Grafik 3.1 Pentahapan IPA
3.3 Analisis Kualitas Air Baku
Analisis kualitas air baku dilakukan untuk mengetahui parameter apa saja yang sesuai atau memenuhi dan yang tidak sesuai dengan baku mutu yang telah ditetapkan serta untuk menentukan jenis pengolahan yang paling efektif dan efisien sehingga diperoleh hasil yang baik. Dalam analisis kualitas air yang dijadikan pedoman penentuan parameter dalam air Analisis kualitas air baku dilakukan untuk mengetahui parameter apa saja yang sesuai atau memenuhi dan yang tidak sesuai dengan baku mutu yang telah ditetapkan serta untuk menentukan jenis pengolahan yang paling efektif dan efisien sehingga diperoleh hasil yang baik. Dalam analisis kualitas air yang dijadikan pedoman penentuan parameter dalam air
Peraturan Pemerintah No.82/2001/GOL3. Berikut adalah hasil analisis kualitas air baku sungai Jaya Timur :
Pemerintah
No.82/2001/GOL1
dan
Tabel 3.5 Hasil analisis kualitas air baku Sungai Jaya Timur
Minimu Rata- No
A. Fisika
Total Dissolved
1047 1321 Solids (TDS)
1. mg/l
Total Suspended
50 45 67 89 Solids (TSS)
2. mg/l
B. Kimia
6. Air Raksa (Hg)
7. Besi (Fe)
6.5 14.4 22.3 Dissolved Oxygen
10. Chloride (Cl)
11. mg/l
13. Fluoride (F)
14. Mangan (Mn)
17. ₃N (Ammonia-
18. ₃N (Nitrogen-
10 2 3.1 4.2 Nitrogen)
mg/l
19. PO ₄P (Phosphate)
mg/l
20. SO ₄ (Sulfate)
21. Tembaga (Cu)
mg/l
22. Timbal (Pb)
mg/l
C. Mikrobiologi MPN/100
23. Coli Tinja (x1000)
ml MPN/100
24. Coli Total (x1000)
Keterangan : warna merah tidak memenuhi baku mutu
3.4 Alternatif dan Pemilihan Unit Operasi BPAM
Dalam proses pengolahan air harus memiliki beberapa alternatif dalam pemilihan unit proses dan unit operasinya, salah satunya adalah kualitas air baku. Selain itu, harus dipertimbangkan segi tepat guna dan kemudahan operasi serta perawatannya. Dalam pemilihan unit operasi dan proses harus tepat, untuk itu perlu diketahui kombinasi unsur- unsur atau konstituen dari air yang akan digunakan sebagai sumber air baku air minum. Dengan adanya analisis air baku yang tepat maka diharapkan bangunan pengolahan mempunyai efisiensi dan efektivitas yang tinggi. Pada dasarnya, pemilihan teknik proses pengolahan air tergantung dari:
1. Karakteristik kualitas air baku yang akan diolah.
2. Standar effluent yang akan dikeluarkan. Suatu pengolahan banyak memiliki alternatif dalam memilih unit operasi dan unit
proses. Adapun berbagai jenis unit dalam proses pengolahan air :
I. Pretreatment
1. Saringan kasar, bertujuan untuk menangkap benda-benda yang besar yang terapung diatas permukaan air dengan cara melewatkan air ke suatu penangkap besi.
2. Prasedimentasi, merupakan bangunan pengendap pertama yang berfungsi mengendapkan partikel-partikel padat dengan diameter > 1 nm atau zat terlarut dengan gaya gravitasi.
3. Preklorinasi, berfungsi untuk mengoksidasi senyawa-senyawa yang mudah teroksidasi agar senyawa-senyawa dapat mengendap.
II. Pembubuhan zat kimia
1. Zat penyerap, berfungsi untuk menyerap partikel atau senyawa yang terlarut yang bersifat racun. Contoh pembubuhan karbon aktif.
2. Zat Koagulasi, adalah pengolahan air dengan membubuhkan zat kimia (Koagulan) yang berfungsi untuk meperbesar ukuran partikel yang tidak mengendap atau lolos dari bak
prasedimentasi.
3. pH korektif, berfungsi untuk memeriksa pH terutama setelah penambahan koagulan, karena pada saat itu pH turun. Untuk itu perlu untuk dinetralkan kembali biasanya dengan
soda abu.
III.Pengolahan Fisik/Kimia
1. Koagulasi,bertujuan menurunkan bahan tersuspensi didalam air. Pada koagulasi memerlukan bahan kimia yang menyebabkan terjadinya ikatan antar partikel yang saling bertumbukan.
2. Flokulasi, merupakan proses transpormasi partikel yang membentuk flok.
3. Sedimentasi, bertujuan mengendapakan flok-flok yang terbentuk karena penambahan koagulan dengan gaya gravitasi.
4. Filtrasi Adalah proses mengalirkan air hasil sedimentasi atau air baku yang telah memenuhi
syarat kekeruhan (<10 mg/L zat padat) melalui media pasir. Proses yang terjadi selama penyaringan adalah : Pengayakan, Flokulasi antar butir, Sedimentasi antar butir, dan proses mikrobiologis. Dari segi kecepatan, filtrasi dibagi menjadi 2:
Saringan pasir cepat Saringan pasir cepat lebih efisien dibandingkan saringan pasir lambat karena
saringan ini mampu menghasilkan air bening dalam jumlah besar dan waktu yang
3 lebih cepat. Kecepatan penyaringan berkisar antara 4-5 m 2 /m /jam bahkan dapat mencapai 6 m 3 /m 2 /jam. Untuk air baku yang memiliki kekeruhan cukup tinggi,
sebelum dimasukkan ke penyaringan harus ditambahkan bahan kimia terlebih dahulu agar tingkat kekeruhannya rendah.
Saringan pasir lambat Berfungsi untuk menghilangkan zat-zat organic dan organisme pathogen dengan
saringan pasir yang kecepatannya kurang lebih 20 - 50 kali lebih lambat daripada saringan pasir cepat. Memiliki selaput tipis yang disebut schmutzdecke yang melapisi permukaan dari lapisan pasir yang mengandung sejumlah besar jenis mikroorganisme biologis aktif.
IV. Pengolahan Oksidasi
1. Aerasi Dilakukan dengan memasukkan udara kedalam larutan atau menyemprotkan air ke
udara. Contohnya dalam pengolahan besi, dengan menggunakan metode pengendapan, yang mengubah besi menjadi ion ferri yang kemudian mengalami hidrolisa menjadi
endapan Fe(OH) 3 . Proses aerasi lebih berhasil bila diikuti dengan filtrasi. Bila air mengandung mangan yang cukup tinggi, maka waktu kontak antara udara dengan air endapan Fe(OH) 3 . Proses aerasi lebih berhasil bila diikuti dengan filtrasi. Bila air mengandung mangan yang cukup tinggi, maka waktu kontak antara udara dengan air
V.Desinfeksi
Merupakan proses penambahan zat desinfektan yang berguna untuk membunuh mikroorganisme pathogen dan juga menyediakan klorin sisa untuk sampai kekonsumen.Desinfektan kimia dapat menggunakan kaporit, gas klor, gas iod, ozon dan
KMnO 4. Desinfektan fisik dapat menggunakan sinar UV atau dengan pemanasan.
VI. Netralisasi
Penambahan asam/basa yang berfungsi untuk menetralkan pH air. Agar tidak menimbulkan gangguan pada jaringan pipa seperti korosif.
VII. Pengolahan Khusus/lainnya (sistem inkonvensional)
Sistem inkonvesional adalah suatu pengolahan air minum dimana air yang akan diolah sudah tercemar oleh zat-zat atau buangan padat yang tidak pernah terurai oleh mikroorganisme seperti deterjen. Metoda yang terpilih dalam hal ini adalah aerasi.Dilakukan dengan memasukkan udara kedalam larutan atau menyemprotkan air ke udara. Contohnya dalam pengolahan besi, dengan menggunakan metode pengendapan, yang mengubah besi
menjadi ion ferri yang kemudian mengalami hidrolisa menjadi endapan Fe(OH) 3 . Pengolahan air pada sistem inkonvensional dapat dilakukan dengan filter karbon aktif (arang kayu/batu bara) pada akhir proses pengolahan. Karbon aktif yang digunakan berbentuk granular atau bubuk. Dalam sistem inkonvensional selain itu dapat dilakukan dengan cara pertukaran antara ion dengan air dengan ion medium pertukaran (resin).
Beberapa alternatif yang dapat dilakukan untuk pemilihan unit operasi yang digunakan untuk mengolah air Sungai Trisakti Jaya adalah seperti pada tabel 3.5 berikut :
Tabel. 3.6 Alternatif Pemilihan Unit Operasi Keterangan
Unit Operasi
Keterangan
Unit Operasi
3.5 Diagram Skema BPAM
Alternatif dan pemilihan unit operasi dan unit proses yang digunakan untuk mengolah air Sungai Trisakti Jayayang terpilih adalah alternatif 3. Alternatif 3 dianggap paling efisien dari segi fisik maupun ekonomi. Pada skema alternatif terpilih, tidak ada unit aerasi, hal ini dikarenakan meskipun pada pengolahannya jumlah oksigen yang dibutuhkan kurang, tetapi hal ini dapat dilakukan alternatif lain untuk menambah jumlah oksigen yaitu dengan dibuat Alternatif dan pemilihan unit operasi dan unit proses yang digunakan untuk mengolah air Sungai Trisakti Jayayang terpilih adalah alternatif 3. Alternatif 3 dianggap paling efisien dari segi fisik maupun ekonomi. Pada skema alternatif terpilih, tidak ada unit aerasi, hal ini dikarenakan meskipun pada pengolahannya jumlah oksigen yang dibutuhkan kurang, tetapi hal ini dapat dilakukan alternatif lain untuk menambah jumlah oksigen yaitu dengan dibuat
Pada skema unit operasi terpilih, digunakan unit prasedimentasi, hal ini bertujuan untuk mengurangi beban kerja di unit selanjutnya, sehingga mengurangi biaya operasi unit. Dengan adanya unit prasedimentasi, partikel berukuran besar dapat lebih dahulu mengendap, sehingga dapat mengurangi beban kerja pada unit koagulasi, yaitu dapat mengurangi jumlah pemakaian koagulan sehingga biaya operasi menjadi lebih murah.
Skema unit operasi terpilihdapat dilihat pada diagram 3.1 berikut: Sungai
Diagram 3.1 Skema Unit Operasi Terpilih
3.6 Bangunan Penunjang
Bangunan penunjang dalam Instalasi Pengolahan air minum diperlukan untuk membantu kelancaran proses pengolahan air sehingga hasil yang diinginkan dapat tercapai. Adapun bangunan penunjang yang dibutuhkan yaitu :
a. Ruang Kontrol Ruang kontrol berfungsi sebagai ruang pengendalian dan pemantauan sistem
kerja terutama pada unit operasi. Sehingga apabila terjadi kerusakan pada alat kerja terutama pada unit operasi. Sehingga apabila terjadi kerusakan pada alat
b. Laboratorium Analisis Laboratorium ini berfungsi untuk memantau dan memeriksa hasil dari
pengolahan air terutama pada unit proses. Sehingga kualitas air tetap terjaga sampai pada proses pendistribusian.
c. Ruang Proses Pembubuhan Zat Kimia Ruang ini berfungsi sebagai tempat penambahan bahan kimia terutama pada
unit proses serta melindungi tangki pembubuhan dari kontaminasi faktor luar.
d. Ruang Pompa Ruang pompa dimaksudkan sebagai ruang peletakan pompa sebagai sarana
untuk pemompaan air baku ke bangunan intake maupun dari reservoir ke jaringan distribusi.
e. Gudang Peralatan dan Bahan Kimia Gudang peralatan dibutuhkan sebagai tempat penyimpanan alat operasional sehingga terhindar dari kehilangan barang dan kapan saja dibutuhkan dapat langsung
diambil. Sedangkan untuk gudang bahan kimia sebaiknya dipisahkan dari gudang peralatan, hal tersebut dimaksudkan agar bahan kimia terlindungi dari faktor luar dan tidak mengkontaminasi lingkungan sekitar.
f. Ruang Pembangkit Tenaga Listrik Ruang pambangkit tenaga listrik dibutuhkan sebagai ruang untuk penyimpanan
generator yang berfungsi mensuplai listrik pada proses pengolahan. Terutama jika suplai listrik dari PLN berkurang sehingga dapat dibantu oleh generator tersebut.
g. Ruang Pembangkit Tenaga Listrik (genset) Berfungsi untuk menyediakan tenaga listrik atau tempat penyimpanan
generator sehingga proses pengolahan dapat berlangsung secara terus menerus.
h. Kantin Tempat karyawan untuk menambah makan dan minum.
i. Tempat Ibadah ( musholla )
Tempat dimana karyawan dapat beribadah sholat. j. Klinik Kesehatan
Tempat dimana apabila karyawan sakit lalu akan diobati. Untuk memenuhi keselamatan kerja karyawan di tempat pengolahan air.
BAB IV RENCANA DETAIL
4.1 Maksud, Tujuan dan Fungsi Unit Operasi dan Unit Proses BPAM
Instalasi Pengolahan Air (IPA) berfungsi untuk mengolah air baku dari sungai hingga diperoleh air yang bersih yang dipergunakan sebagai air minum dengan kualitas yang memenuhi syarat yang telah ditentukan. IPA yang direncanakan meliputi berbagai macam unit operasi dan unit proses, yaitu :
1. Bangunan Penyadap (Water Intake) Maksud dan tujuan dari bangunan penyadap adalah sebagai sarana pengambilan air
sehingga pada saat muka air terendah dan muka air tertinggi supply air ke BPAM masih dapat dilaksanakan. Fungsi bangunan penyadap adalah untuk menyadap air baku yang berasal dari sungai yang kemudian dialirkan ke IPA melalui pipa transmisi. Lokasi penempatannya di hulu sungai yang keadaan airnya stabil dan terhindar dari pencemaran langsung.
2. Bak Penyadap Awal (Bak prasedimentasi) Maksud penggunaan bak ini adalah karena kualitas air baku dari sungai yang digunakan
mempunyai kekeruhan yang cukup tinggi. Bangunan ini juga bertujuan untuk mengendapkan partikel-partikel kasar dan berukuran besar dan mengendapkan partikel kecil dengan gaya gravitasi tanpa menggunakan zat kimia sedangkan fungsinya adalah mengurangi beban pengolahan pada unit-unit selanjutnya.
3. Bak Pengaduk Cepat (Bak Koagulasi) Bak Koagulasi ini digunakan dengan maksud mengurangi kekeruhan dari air baku karena
bak ini bertujuan melakukan proses koagulasi dengan membuat keadaan yang homogen dalam air baku sehingga partikel pencemar dan bahan koagulan dapat bereaksi dengan baik. Fungsi dari unit adalah menghilangkan kekeruhan dan warna yang ditimbulkan oleh bak ini bertujuan melakukan proses koagulasi dengan membuat keadaan yang homogen dalam air baku sehingga partikel pencemar dan bahan koagulan dapat bereaksi dengan baik. Fungsi dari unit adalah menghilangkan kekeruhan dan warna yang ditimbulkan oleh
4. Bak Pengaduk Lambat (Bak Flokulasi) Maksud dari bak flokulasi adalah pembentukan flok dan tujuan penggunaan bak ini adalah
untuk menyatukan flok-flok yang terbentuk akibat adanya koagulan sebagai pengikat. Fungsi bak ini adalah membentuk flok-flok ukuran tertentu sehingga dapat diendapkan pada bak sedimentasi.
5. Bak Pengendapan (Bak Sedimentasi) Bak sedimentasi bertujuan untuk mengurangi kekeruhan dan kontaminan-kontaminan air yang telah tergabung dalam flok-flok yang dihasilkan pada poses flokulasi. Fungsi bak ini
adalah memisahkan partikel-partikel padat dari suspensi (flok-flok) dengan gaya gravitasi.
6. Bak Penyaring (Bak Filtrasi) Maksud dan tujuan dari penyaringan adalah untuk menghilangkan kekeruhan dan warna
juga menyaring sebagian bakteri yang masih terdapat pada air baku. Fungsi dari bak filtrasi ini adalah menyaring flok-flok yang belum terendapkan pada bak sedimentasi sehingga air yang dihasilkan sudah hampir memenuhi syarat sebagai air minum. Saringan yang dipakai pada bak filtrasi ini adalah saringan pasir cepat, karena:
a. Tidak membutuhkan lahan yang luas
b. Dapat dicuci tanpa mengganti media penyaring
c. Kecepatan penyaringan yang cepat Saringan ini menggunakan satu media penyaring yaitu pasir dan media pendukungnya
adalah kerikil.
7. Unit Pembubuhan Bahan Kimia Pembubuhan bahan kimia dalam unit pengolahan air adalah pembubuhan koagulan dan
desinfektan. Koagulan bermaksud menyatukan partikel sedangkan desinfektan bertujuan untuk membunuh bakteri pathogen sehingga memenuhi syarat kualitas biologis air.
4.2 Kriteria Perencanaan Unit Operasi dan Unit Proses BPAM
Bangunan penyadap yang digunakan berupa menara intake, yang terletak di sungai, dengan kriteria :
Tabel 4.1. Kriteria Desain Bangunan Penyadap (Intake)
KRITERIA DESAIN
Komponen
Satuan Sumber v intake
Kriteria
m/detik Qasim, 2000 v inlet strainer
m/detik diameter strainer
0,15-0,3
0,006-0,012
A kotor strainer
2 x A efektif strainer
Al-laila, 1978
4.2.2 v air dalam pipa
0,6-1,5
m/detik
H foot valve
Tab
Q backwashing
1/3 Qhisap
el 4.2
T dinding hisap
Kriteri
a Desain Bangunan Prasedimentasi Kriteria Desain
Komponen
Kriteria
Satuan Sumber
3 Surface Loading 2 20 – 80 m /m h Christopher
dan Okun P:L
4:1-6:1
(1991) P:H
Kedalaman (H)
1.5 - 2.5
m/detik Tinggi air di V notch
V inlet
Weir loading
0.002 - 0.003
Kadar lumpur
Slope bak lumpur
Tinggi Freeboard
V (suhu air 27c) -6 0,864*10
1.2.3 Koagulasi (Hidrolis)
Tabel 4.3 Kriteria Desain Koagulasi (Hidrolis)
Kriteria Desain
Gradien kecepatan (G) 700 - 1000
Waktu detensi (td)
20-60
Bilangan Froud
4-9
1.2.4 Flokulasi (Mekanis) Tabel 4.4 Kriteria Desain Flokulasi (Mekanik)
Kriteria Desain
Gradien kecepatan (G) 10-50 Waktu detensi (td)
minimum 20
Luas total blade
15 %- 20 %
Diameter paddle
50%-80% lebar bak
Rotasi
5 – 100 rpm G1 50 G2 20 G3 10
Gradien Rata rata (G) 26,66666667 Tinggi (H)
Lebar Paddle
1/6 - 1/10 dPaddle
1.2.5 Sedimentasi Tabel 4.5 Kriteria Desain Sedimentasi Kriteria Desain
3 SL 2 60-120 m /m /hari Td
1-3 jam NRE
< 2000 NFR
> 10 -5 Tebal plate
2,5-5 cm (tp) Jarak antar plate
2,5-5 cm Sudut kemiringan
- Rasio P:L
(1-2):1
Kriteria Desain
Beban permukaan (Vo) 60-150 m/hr Kec. horizontal rata rata
0,05-0,13 m/mnt Kedalaman air
3-5 m Beban weir
90-360 m/hr Jarak pipa inlet ke zona lumpur
0,3-1 m Jarak plat ke zona lumpur
1-1,14 m Jarak gutter ke plat
0,4-0,6 m Tinggi air vnotch (Hv)
2-5 cm Kadar lumpur
4-6% % removal
64,2 Tinggi plat (Hp)
1-1,2 m Lebar plat (Lp)
1-2,5 m Min diameter lubang (orifice)
5 cm
1.2.6 Filtrasi Tabel 4.6 Kriteria Desain Filtrasi
Kriteria Desain
3 Kecepatan filtrasi (Vf) 2 8-12 m /m /jam Tebal media pasir
60-80 cm Tebal media penahan
18-30 cm Td backwash
5-15 menit Tinggi air di atas media
0,9-1,2 m Jarak dasar gutter dengan atas media pasir saat ekspansi 20-30 cm
A orifice:A bak (0,0015-0,005):1
A lateral:A orifice (2-4):1
A manifold:A lateral (1,5-3):1 Jarak antar orifice
7,5-30 cm
D orifice 0,6-2 cm P:L
(1:2) Kecepatan backwash (Vb)
(4-8) x Vf
4.2.7 Reservoir
Kriteria desain :
1. Reservoir dibuat dari konstruksi beton bertulang baja
2. Bagian atap dan yang terendam tanah harus dilapisi dengan bahan kedap air.
3. Reservoir harus dibagi minimal 2 (dua), sebagai cadangan bila salah satu bak mengalami kerusakan/ pencucian.
4. Bila data fluktuasi pemakaian air tidak dapat diperoleh, maka kapasitas reservoir minimal 15% dari kebutuhan air maksimum dalam 1 hari.
5. Tinggi bebas bak minimal diatas muka air, maksimal 30 cm.
6. Dasar bak minimal berjarak 15cm dari muka air minimum.
7. Kemiringan bak (didasarnya) 0,5 – 1% ke arah pipa penguras
4.3 Perhitungan Unit Operasi dan Unit Proses BPAM
4.3.1 INTAKE
a) Kecepatan Aliran
Qpenyadapan = (Qmd + pemakaianair di pengolahan) * faktor penyadapan = (19418,4 + 970,92) *1,2
3 = 24467,18m /hr
3 = 24467,18m 3 /hr : 86400 = 0,28 m /dtk
V asumsi
= (0,6 – 1,5) m/dtk : 0,7 m/dtk
A = 2 = = 0,38 m
0,28 m3/dtk
0,7 m/dtk
Check v :
= 0,7 m/dtk...(Ok)
b) Bar screen Tabel 4.7Kriteria desain dan Kriteria Terpilih Bar Screen: Kriteria Bar Screen
Kriteria Terpilih
Lebar batang (w) = ( - ) inchi (w) yang direncanakan inch x 0,025 = 0,0125 m
Kriteria Bar Screen Kriteria Terpilih
Lebar bukaan (b) = (2 – 3) inchi (b) yang direncanakan 2” = 2 x 0,025 = 0,0500 m Kecepatan horizontal (Vh) 0,6 m/dtk (Vh) yang direncanakan = 1 m/dtk Sudut bar screen terhadap horizontal
( ) Sudut bar screen terhadap horizontal terpilih = ( 0 ) = 60
Faktor bentuk batang screen ( ) = ( )Faktor bentuk batang screen terpilih = 1,79 1,79 (bentuk lingkaran)
(bentuk lingkaran)
Headloss 0,15 m
Headloss 0,15 m Lebar bar sreen (L) = 1 m
Sumber : (Susumu Kawamura, 1990)
Luas penampang saluran bar screen (Ac) = = = 0,28 m
Tinggi muka air (t) = =
= 0,56 m
Free board (W) = 20% x t = 0,2 x 0,47 = 0,0944 m Tinggi bar screen (H) = t + W
= 0,47 + 0,0944 = 0,566 m Jumlah bar yang diperlukan
= L = nw + (n + 1)b
1 = 0,01875n + (n + 1) x 0,0625
1 = 0,01875n + 0,0625n + 0,0625
1 = 0,035125n + 0,0625
1 – 0,0625 = 0,035125n 0,9375 = 0,035125n
N = 10,400 11 batang Lebar efektif (L’) = (n + 1) x b
= (11- 1) x 0,0500 = 0,5000 m 0,50 m
Panjang batang terendah (t’) = 0,4720
Ac efektif (Ac’) = t’ x L’ = 0,50 x 0,667 m = 0,338 m
Kecepatan melalui bar (Vh’) = 0,28 𝑥1
= 0,848 m/dtk
Penurunan muka air melewati bar hv
Δ H = x( ) x hv x sin 60 = 1,79 x( ) x 0,03522 x 0,866
Tinggi air setelah melalui screen (h’) =t- Δ H = 0,4720 m - 0,0082 m
= 0,46 m
c) Sumuran (Intake Well) Tabel 4.8 Kriteria Terpilih Intake Well Kriteria Terpilih
Satuan
Sumuran berbentuk segi empat
1 buah
Td
25 menit = 1500 detik Ketinggian dari dasar sungai ke dasar sumur
7,5 m (min 1 m dari dasar sungai) Level air batas atas sumuran (LBA)
6m
Level air batas bawah sumuran (LBB)
1m
Freeboard/ H bebas
0,5 m
Volume saluran = Q x Td = 0,28 m 3 /dtk x 1500 dtk= 424,7 m 3 Tinggi efektif (Hef) = LBA + LBB= 6 m + 1 m= 7 m Tinggi total (Htot) = Hef + H bebas= 7 m + 0,5 m= 7,5 m
A= 2 = = 56,63 m
Sumuran segi empat dengan P : L = 1 : 1
A =PxL 56,63 m 2 =L
L= √56,63
= 7,52 m 7,5 m
Check Td A=PxL 2 = 7,5 x 7,5= 56,25 m
Volume = A x Htot
2 = 56,25 m 3 x 7,5 = 421,87 m
= 25 menit.... (OK)
d) Pompa
Q pompa = Q aliran = 0,28 m 3 /dtk Pipa sunction
=7m
Pipa discharges
= 12 m
V = 1 m/dtk
A= 2 = = 0,28 m
] = 0,600 𝜋 0,6 m 3,14 Check v :
A= 2 3,14 (0,6) πd 2 = = 0,2826 m 2
= 1,002 m/dtk...(Ok)
Major Loses
Pipa SuctionHf
2,63 ) 0,2785 𝑥𝐶𝑥𝐷 xL
= 1,85 ( x 7m= 0,012 m
Pipa DischargeHf 1,85 = ( xL
0,2785 𝑥 130 𝑥0,6 2,63 ) x 12 m = 0,021 m
Minor Loses
Belokan Terdapat 2 belokan, dimana K belokan = 0,5
V = 1 m/dtk (asumsi)
Jadi Hf belokan
= 2 x 0,025 m = 0,051 m
Terdapat 1 buah tee, dimana Ktee = 1,5
V = 1 m/dtk (asumsi)
Jadi Hf tee
= 1 x 0,07 m = 0,07 m
Valve Kvalve
V = 1 m/dtk (asumsi)
Direncanakan H statis = 6,5 m Hf Total =Hf pipa sunction +Hf pipa discharge+Hf belokan+Hf tee+Hf akibat valve +H
static = 0,012 m + 0,021 m +0,051 m + 0,76 m + 0,040 m + 6,5 m = 6,7 m
Daya pompa (P)
Direncanakan efisiensi pompa (η) = 80%
= 23274,44 kgm 2 /dtk 3
a) Zona Pengendapan
Dengan pertimbangan unit produksi efisien, ditentukan Q modul setiap unit adalah 35
L/detik = 0,035 m 3 /detik.
Q modul 3 = 35 L/dtk = 0,035 m /dtk % removal
Good Performance
= 2,1 (t/td)
Asumsi Vo -4 = 60 m /m /hari x = 9,25.10 m/dtk
0 T = 27 -6 C jadi = 0,864x10
Luas Zona Pengendapan (A)t/td = 𝑄
Dimensi Panjang (P), Lebar (L), dan Tinggi (H) Lebar Bak Pengendapan Asumsi P : L
A 2 =PxLm = 4L x L
79 m 2 = 4L 2 19,75 m 2 =L 2 √19,75 𝑚 2 =L
=L L 4 m
Panjang Bak Pengendapan P
= 4L
=4x4m
= 16 m
Tinggi Bak Pengendapan
Jadi dimensi bak pengendapan adalah P = 16 m, L = 4 m, dan H = 1,5 m
Cek Bilangan Reynold
Vh = 60 m -4 /m /hari x = 5,83.10 m/dtk
= 0,005m/dtk
NFr= -5 = = 4 x 10 < 10 (Ok)
Cek Kecepatan Penggerusan
= 0,029 m/dtk = 0,029> 0,00562 (Vsc > Vh)
(Tidak terjadi penggerusan)
b) Sludge Zone
Q = 0,035 m 3 /dtk B=4m
Vs = 0,0058 m/dtk Volume Lumpur
3 Konsentrasi Ps = 270 NTU x 0,0013 kg/m 3 = 0,351 kg/m Berat jenis sludge (ρ)
= 2,5 kg/L
% Removal
Asumsi kadar lumpur
Ketinggian lumpur
= 50 cm = 0,5 m
Freeboard antara lumpur dengan zona inlet 50%H = 50%.2 m
=1m
Lumpur yang diendapkan = 80% x 0,351 kg/m 3
3 = 0,280 kg/m Lumpur yang dimasukkan di bak pengendapan
= 0,058 m 3 /dtk x 0,28 kg/m 3 = 0,010 kg/dtk
Lumpur yang dihasilkan per hari/bak = 0,010 kg/dtk x
= 849,14 kg/hari
Volume lumpur/hari/bak
= 4245,69 L/hari
3 = 4,24 m /hari Dimensi Ruang Lumpur Untuk Bak Pengendapan
Dimensi ruang lumpur menggunakan limas terpancung A1 = luas bawah A2 = luas atas Asumsi A1 = 20% A2 Asumsi H = 1 m Luas Ruang lumpur = 1/3 H x (A1 + A2 + (A1 x A2) 1/2 )
3 1/2 10,8 m /hari = 1/3 x 1 m x (A1 x 0,2A1 + (A1 x 0,2A1) )
3 10,8 m /hari= 1/3 m x (1,647 A1)
3 10,8 m /hari = 0,549 m A1
2 A1 2 = = 1,54 m 2 m
A1 =PxL
2 2m =Px8
P = 2,5 m
A2 = 20% x A1
2 = 20% x 20 m
2 = 0,4 m A2 = P : L= 4 : 1
Pengurasan Lumpur
Pengurasan dilakukan setiap 24 Jam untuk Bak Pengendapan Pipa Pengurasan
Q = 0,035 m 3 /dtk
V = 1,2 m/dtk Luas Pipa Pengurasan
A= 2 = = 0,04 m
Diameter A=14 2 ⁄ πd
√ 3,14 Q Pengurasan
d= √ =
= 0,22 m 250 mm
Q =AxV ⁄ πd 2 =14 xV
2 ⁄ x 3,14 x (0,25 2 )m =14 x 0,9 m/dtk
= 0,04 m 3 /dtk
Lama Waktu 1x Pengurasan
T= = = 96,15 detik 2 menit
c) Zona Inlet
Q modul = 0,035m 3 /dtk
V = 0,3 m/dtk Dimensi Inlet
A= 2 = = 0,12 m
Lebar Inlet Asumsi P = 2L
A =PxL 0,12 m 2 = 2L x L
0,12 m 2 = 2L 2
L= √ = 0,17 m = 0,2 m
2 Panjang Inlet
P = 2L = 2 x 0,2 m = 0,25 m = 0,25 m Keliling Basah
Slope Inlet
Q 1/2 = 1/n x R xS
0,035m 1/2 /dtk = 1/0,015 x 0,07 mx S
3 0,035 m 1/2 /dtk = 18,82m x S
S 1/2 = 0,00425
S = 9 x 10 -5 Check V
0,015 𝑥0,07 𝑥 (9 𝑥10 −5 ) ⁄ 2 = = 0,3 m/dtk (Ok)
Panjang Inlet = 10% x P Settling Zone = 10% x 32 m = 3,2 m
Lebar Inlet Zone = Lebar Settling Zone = 8 m Tinggi Inlet Zone = Tinggi Settling Zone = 2 m Perforated Wall Luas Lubang (A) = 1 4 2 ⁄ πd
=14 2 ⁄ 3,14 x (0,1) = 0,00785 m 2
Kecepatan Aliran Lubang (v) = ¼ Vinlet
= ¼ x 0,3 m/dtk = 0,075 m/dtk
Q lubang
= A lubang x V lubang
2 = 0,03 m x 0,075 m/dtk = 0,02m3/dtk
Banyak Lubang =
= 14,86 lubang 15 lubang
Direncanakan 15 lubang tersusun secara Vertikal sebanyak
= 7 lubang
Horizontal sebanyak
= 8 lubang
Jarak antar lubang horizontal P lubang
= (n + 1) x b + (n x t) 3,2 m = (10 + 1) x b + (10 x 0,1) 6,4 m = 11 b + 1
11 b = 6,4 m –1
11 b = 5,4
b = 0,54 m 0,5 m Jarak antar lubang vertikal
h lubang = (n + 1) x b x (n x t) 2m
= (10 + 1) x b x (10 x 0,1)
b = 0,09 m
d) Outlet Zone
Type V Notch Q = 0,035 m 3 /dtk
L = 1/3 L settling = 1/3 x 4 m = 1,33 m
H = 1,5 m Vs = 5,8.10 -4 m/dtk
Jumlah Pelimpah yang Digunakan 𝑄𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙
< 5 x h x Vs
< 5 x 2 x 6,94.10 -4
8 n x 0,00694 < 0,035 0,055 n < 0,035 N > 1,45
Jadi digunakan 2 gutter dengan 4 pelimpah
Dimensi V Notch Asumsi h air di V Notch = 5 cm = 0,05 m Freeboard = 50% x 0,05 m
= 0,025 m
H total = 0,05 m + 0,025 m
= 0,075 m
Lebar pintu V Notch
= 2 x H total = 2 x 0,075
= 0,15 m
Q tiap V Notch
3 = 4 x 10 m /dtk
Jumlah V Notch
= 90,1 buah = 91 buah Jumlah V Notch /Gutter = 91/2 buah = 46 buah
Jumlah V Notch/ tiap sisi = 46/2 = 24 buah Pelimpah sisi kanan
= 12 buah
Pelimpah sisi kiri
= 12 buah
Dimensi Gutter Asumsi jarak antar V Notch
= 15 cm = 0,15 m
Jarak Vnotch dari tepi
= ½ x Jarak antar Vnotch = ½ x 0,15 m = 0,075 m
Q tiap Gutter =
= 0,0175 m 3 /dtk
Panjang Gutter =( Vnotch x L Vnotch) + (Vnotch x jarak tiap Vnotch
= (12 x 0,15 m) + (12 x 0,15 m) = 3,6 m = 4 m
Q tiap Gutter
= 0,00175 m 3 /dtk
3 = 0,00175 m /dtk x 35,3147 cfs = 0,061 cfs
Untuk 1 Gutter : Q Gutter = 0,061 x Bp x Ho 3/2
Keterangan : Bp = lebar Gutter (ft) = 1,5 Ho Ho = tinggi air dalam Gutter Hp = tinggi Gutter
Maka : 0,061 cfs 3/2 = 2,49 x Bp x Ho 0,061 cfs
= 2,49 x 1,5 Ho x Ho 3/2
0,061 cfs 5/2 = 3,735 x Ho 5/2 Ho
Ho