BAB III TINJAUAN PUSTAKA
3.1
Intake
Intake atau banguna bangunan n penangkap penangkap air adalah bangunan bangunan penyadap penyadap air atau alat yang berfungsi untuk mengambil air dari sumbernya. Pada dasarnya intake dile dileng ngka kapi pi deng dengan an kisi kisi-k -kis isii atau atau sari saring ngan an dima dimana na air air baku baku masi masih h dapa dapatt melewatinya. melewatinya. Fungsi dari bangunan bangunan penangkap air adalah untuk menampung air sement sementara ara sebelum sebelum dialirk dialirkan an melalu melaluii pipa pipa transm transmisi. isi. Hal ini untuk untuk menjami menjamin n kuantitas air bersih sesuai dengan kebutuhan kota. Dalam pererencanaan pererencanaan bangunan bangunan penangkap penangkap air perlu diperhatikan diperhatikan hal-hal hal-hal sebagai berikut : •
opografi sumber
•
Debit yang akan diambil
•
Faktor teknis dan ekonomis
Dalam penentuan lokasi intake ada beberapa hal yang perlu diperhatikan agar intake dapat berfungsi dengan baik! yaitu : •
arus deras.
•
"uantitas mencukupi #sampai akhir batas perencanaaan$.
•
%udah diambil dan dicapai.
•
&okasi intake sebaiknya di bagian hulu #sebelum tercemar oleh kegiatan masyarakat$. ersedia ersedia air baku yang memenuhi syarat kualitas air baku.
•
idak terancam
'tru 'trukt ktur ur inta intake ke diba dibang ngun un deng dengan an tuju tujuan an untu untuk k menan menangk gkap ap air air untu untuk k pengolahan air dan penyaluran air. air. "apasitas intake itu dibuat pada kebutuhan kebutuhan hari maksimum sampai () tahun kedepan. Faktor penting dalam pembangunan sistem intake adalah : •
Faktor keamanan dan reabilitas
III-*
•
+iaya operasi dan perawatannya murah
III-,
III-
"edalaman pengambilan intake bisa mencapai ,) m untuk menghindari mikroalgae #yang dekat permukaan air$! eceng gondok #dilapisan yang hangat$! minyak #akibat polusi$. Dasar studi yang jadi prioritas dalam memilih lokasi intake! yaitu : *. ,. . . (.
"ualitas sumber air. "ondisi iklim. Fluktuasi debit air. inggi air. "ondisi geografi dan geologi. /enis intake dibedakan berdasarkan lokasinya! yaitu intake sungai! intake danau atau reser0oir! dan intake air tanah. Crib intake dapat dipakai untuk air sungai yang dangkal! memakai saringan sehingga seringkali harus dibersihkan agar tidak tersumbat.
a. Intake Sungai
Pemilihan lokasi pada sistem intake ini di dasarkan pada : *. 1kses untuk perawatan dan perbaikan ke lokasi intake mudah. ,. Perkiraan perubahan debit pada sungai. . itik pengambilan di tempatkan pada titik dimana kualitas airnya . (. 3. 4.
paling baik. "ondisi geologisnya baik. 2elombang air pada titik sadapnya paling kecil. %emungkinkan untuk pengembangan fasilitas. %eminimalkan efek negatif terhadap kehidupan air di sekitarnya. /ika lokasi intake ditempatkan pada belokan sungai! maka penempatan
yang paling baik adalah pada bagian dalam belokan sungai karena apabila ditempatkan pada bagian luar belokan! dikhawatirkan dapat runtuh oleh pukulan air! pada bagian tersebut kandungan lumpurnya lebih banyak dan alirannya lebih fluktuatif.
b. Intake Danau dan Reservoir
III-
ower intake dan submerged intake adalah dua tipe dari intake danau dan reser0oir. Submerged intake secara umum biaya pembangunannya lebih murah dibandingkan tower intake. Inlet dari submerged intake didesain dan ditempatkan pada kedalaman ,)-) ft. 'aat ketinggian air minimum! pengambilan air tetap pada debit maksimum. Pemilihan lokasi untuk sistem intake ini didasarkan pada : *. ,. . .
Perubahan temperatur air. "ondisi pertumbuhan algae pada daerah tangkapan air. "ondisi pada daerah tangkapan terhindar dari polusi. inggi air pada saat banjir.
c. Intake air tana
1ir tanah meliputi! sumur artesis! sumur dangkal dan sumur dalam. Dalam semua kasus! kualitas dan kuantitas air akan diketahui melalui pengetesan air itu sendiri. &angkah pertama dalam mendesain adalah menentukan kemampuan aquifer yang berfungsi sebagai sumber air tanah. 'tudi yang harus dilakukan adalah : *. %encari hubungan antara tersedianya air sungai dan air tanah dari lokasi ,. . . (.
pada saat musim kemarau. "ualitas air tanah pada saat musim kemarau. "ualitas air yang dihasilkan! jumlah dan kondisi geologi disekitar sumur. emperatur dan kualitas dari air. 5fek dari limbah industri dan kemungkinan masuknya limbah tersebut kedalam a6uifer. Pemilihan lokasi untuk intake air tanah harus melihat pada kemungkinan terjadinya intrusi air laut! efek penurunan air tanah karena adanya beberapa sumur! potensi terjadinya penyerapan di t imbunan limbah toksik industri. 'etelah lokasi intake terpilih! maka dilakukan pengetesan terhadap kualitas air sumur dan kuantitas air apakah mencakupi. +atas aman pengambilan air sebesar 3)-4) 7 dari jumlah maksimum air tanah. /ika kualitas air tanah secara umum sangat baik maka tidak perlu menggunakan
III-(
sistem pengolahan air kecuali klorinasi. 'ehingga desain dapat dilakukan untuk mendistribusikannya ke konsumen. 3.1.1
Kriteria Desain Intake +eberapa kriteria desain untuk intake yaitu intake tower! shore intake! dan
intake crib. 1. Intake To!er "riteria intake tower &okasi • 'edekat mungkin dengan tepian air namun ditempatkan dimana
kedalaman air minimum *) ft # m$ dengan perkecualian intake •
berukuran kecil. +entuk dan 8kuran +agian puncak tower mempunyai ketinggian minimal ( ft #*!( m$ diatas permukaan air tertinggi. /embatan penghubung juga mempunyai ketinggian yang sama. Diameter dalam tower harus cukup besar untuk
•
meletakan dan memperbaiki pintu intake. 'truktur %aterial yang dipergunakan untuk membangun tower harus kuat dan tahan lama seperti ranforced concread dan harus dibangun diatas
•
pondasi yang kokoh sehingga dapat bertahan saat banjir. Penempatan pintu intake Pintu intake harus tersedia untuk beberapa 0ariasi kedalaman air. Pintu terendah terletak , ft dari dasar! inter0al 0ertikal pintu-pintu tersebut *)-*( ft #-!( m$. "ecepatan aliran yang melewati pintu pada ketinggian yang sama tidak boleh melebihi * fps #)! m9s$. Di daerahdaerah sring terjadi pembekuan air! kecepatan aliran diharapkan
•
dibawah )!( fps #)!*( m9s$. Bar screen harus tersedia pada setiap pintu. erletak pada baian luar katup! diameter batang barscreen )!( )!4( inchi yang terbuat dari baja dan terletak ,- inchi antara satu dengan yang lainnya. Pada kondisi normal kecepatan melewati bukaan screen tidak boleh melewati , fps
•
#)!* m9s$ untuk mencegah ikan kecil terhisap. Fine screen untuk menyisihkan benda-benda terapung dan melindungi pada sebagian besar kasus! jarak bukaan saringan berkisar antara 9*3
III-3
9; inchi #(-
"a#bar 3.1 To!er Intake Sumber : S. Kawamura, integrated design of water treatment facilities, 1991
$. Shore Intake "riteria shore intake : &okasi • Ditempatkan diketinggian air minimum 3 ft #*!; m$ ipe • Shore intake tipikal : tipe sumur shipon! tersuspensi! terapung! •
tergantung situasi. 'truktur ergantung tipe intake! tapi pada dasarnya sama dengan intake tower.
"a#bar 3.$ shore intake Sumber : S. Kawamura, integrated design of water treatment facilities, 1991
III-4
•
Intake +ay merupakan bagian intake yang berfungsi sebagai penahan sampah atau partikel yang relatif kasar. "riteria intake bay : Intake bay harus dapat dilewati aliran air dengan kecepatan maksimum !( fps jika terdapat sampah atau es besar kecepatan! dapat berkurang hingga di bawah * fps #)! m9s$. +arscreen dipasang pada intake ba pada kemiringan 3)= dari arah hori!ontal ! diameter batang screen > - ? inchi dengan jarak batang ,- inchi. "epatan aliran yang melalui saringan tidak boleh lebih dari , fps #)!3 m9s$. Fine screen untuk menyisihkan benda-benda terapung dan melindungi pada sebagian besar kasus! jarak bukaan saringan berkisar antara 9*3 9; inchi #(-
3. Intake Crib "riteria intake crib : &okasi • &ebih dari *) ft # m$ dari permukaan dan terletak dilokasi dimna
intake crib tidak akan terbenam oleh sedimen! terbawa aliran sungai •
atau terganggu es. 'truktur erletak pada area dimana ketinggian air lebih dari *) ft. Puncak intake harus berada ft dari dasar. /ika ketinggian air @ *) ft. Crib harus diletakan dibawah dasar sungai sejauh *- ft semua sisi crib harus dilindungi dan ditembok batu9lempengan beton. "ecepatan ma"imum aliran yang lewat )!,(-)!( fps #)!);-)!*( m9s$
3.1.$ Pi%a Intake +erikut ini adalah kriteria pipa yang digunakan pada bangunan intake : •
8kuran Dalam rangka mencegah akumulasi sedimen! ukuran pipa9conduit harus memadai untuk dapat dilewati dengan kecepatan aliran maksimum -
•
fps #)!<-*!, m9s$. Perlindungan
III-;
/ika pipa atau conduit harus menyebrangi sungai atau danau menuju puncaknya harus dilindungi. "adang-kadang pecahan batu harus •
diletakan diatas selokan penghubung sebagai pelindung. "emiringan 8ntuk menghindari terjebaknya udara dalam saluran pipa9conduit harus
•
diletakan dalam kondisi miring. IAin 8ntuk membangun intake pipa9conduit yang melewati sungai! danau dan reser0oir dibutuhkan iAin dari badan yang bersangkutan.
3.1.3
Sa&uran Intake Dalam perencanaan saluran intake perlu diperhatikan fluktuasi muka air
minimum dan maksimum! materi tersuspensi dan banyaknya kotoran yang mengapung. Dalam perencanaan saluran intake juga perlu diperhatikan kecepatan pengaliran air agar tidak terjadi pengendapan pasir pada saluran dan materi yang berukuran besar dapat tertahan pada bar screen. "ecepatan yang terlalu besar tidak dapat dibenarkan karena dapat menggerus saluran. Penentuan kecepatan juga perlu untuk merencanakan kehilangan tekan pada bar screen. "ecepatan yang dianjurkan untuk saluran intake adalah )!3 sampai *!( m9s dengan waktu detensi di dalam intake sekitar ,) menit #1llayla *<4;$. Penentuan dimensi intake didasarkan pada persamaan kontinuitas dan %anning! yaitu : #$%&
'(.1)
1
&$
n
x R
2/3
"
S
1/ 2
'(.*) Dimana: n B +ilangan manning ' B Slope hidrolis C B /ari-jari hidrolis B Debit influen 1 B &uas penampang saluran E B "ecepatan aliran 3.$
Bar Screen
III-<
Screening adalah unit operasi yang pertama pada sistem pengolahan air minum yang diletakan pada intake. Pada prinsipnya! alat ini bekerja dengan cara menginterupsi aliran air. 8nit ini berfungsi untuk menyisihkan partikel-partikel besar yang terbawa oleh air agar alat-alat yang digunakan pada proses pengolahan selanjutnya terlindungi dari berbagai gangguan dan kerusakan sehingga proses dapat berjalan dengan lebih baik! mudah! dan cepat. 1lat-alat tersebut misalnya pompa! +al+e! dan pipa. 1lat yang digunakan pada proses screening ini disebut screen! memiliki besaran bukaan tertentu #biasanya ukurannya seragam$ yang mampu menahan material kasar berukuran besar yang terdapat pada sumber air baku maupun air buangan. %aterial kasar yang tertahan pada screen disebut sebagai screening ! dapat berupa kain! plastik! dahan kayu! logam! kardus! dll. Dalam desain bar screen! debit yang digunakan dalam perhitungan adalah debit maksimum supaya mampu menahan keadaan paling ekstrem. Pada saat debit air minimum dapat terjadi endapan! namun pada saat kecepatan aliran naik lagi #minimal )!3 m9s$ endapat tersebut akan terbawa. 'elain itu kemiringan perletakan screen juga harus memperhitungkan besar aliran. /ika aliran besar! maka screen harus memiliki kemiringan yang lebih landai supaya bukaan lebih besar dan lebih mampu menahan aliran air dan sampah. amun dengan demikian penggunaan bahan menjadi lebih banyak dan biaya lebih besar. eadloss air yang melalui screen dapat diperoleh melalui tabel manufaktur atau menggunakan rumus sebagai berikut : 1 2
l $
Q Cx 2 gA
'(.()
Dimana: H B headloss #m$ G B koefisien aliran pada screen 2 B gra0itasi #m9s,$ B debit aliran yang melalui screen #m9s$ 1 B luas efektif screen dibawah permukaan air #m ,$ Harga G dan 1 tergantug pada faktor-faktor desain screen seperti ukuran lubang! diameter kawat9balok! susunannya! serta persen dari luas area. Harga G untuk screen yang bersih adalah )!3. eadloss yang melalui screen bersih relatif
III-*)
tidak berarti! yang terpenting adalah headloss setelah operasi! yang tergantung pada ukuran serta jumlah padatan dalam air! ukuran lubang! dan metode serta frekuensi pembersihan. "ehilangan tekanan air pada bar screen dapat dihitung berdasarkan formula "riscmer #parker! *<4;$! yaitu : 4 /3
h $ - " ( b / w ) x hv x sin θ
'(.)
2
V s h+ $
'(./)
2g
Dimana: h B kehilangan tekanan pada bar screen #m$ w B ukuran bar maksimum yang langsung kontak dengan air #m$ b B jarak bukaan antar batang B faktor bentuk dari batang atau faktor krishmer B sudut kemiringan bar screen h0 B +elocit head Es B kecepatan air melalui bar screen #m9det$ g B percepatan gra0itasi #m9det$ B debit aliran air #m9det$ 3.$.1 •
Pe#bersian Screen 1da dua metode umum pembersihan screen :
and Cleaned Bar 0acs #manual menggunakan tangan manusia$ +iasanya dilakukan sebelum pompa pada unit pengolahan yang tergolong kecil. api akhir-akhir ini unit pengolahan air yang kecil sekalipun sudah menggunakan
pembersihan
bar secara mekanis. 'elain bertujuan
mengurangi jumlah pekerja manual yang dibutuhkan untuk membersihkan screen dan menyisihkan sampah yang tertahan pada bar! juga untuk mencegah terjadinya banjir dan luapan air akibat penyumbatan #clooging$. /ika cara manual ini yang dipilih untuk digunakan! maka panjang bar racs tidak boleh melebihi jangkauan tangan! hanya sekitar *) ft # m$. 8kuran bar racs biasanya tidak kurang dari 9; inch #*) mm$ tebalnya! •
dan ,J #() mm$ dalamnya. 2echanicall cleaned #tipe yang paling umum$ 1da empat tipe utama pembersihan screen dengan cara mekanis : a. Chain-operated ' ti%e (ang %a&ing u#u#
III-**
erbagi lagi menjadi kategoro-kategori berdasarkan arah penggarukan! dari depan #uptream$ atau dari belakang #downstream$! juga berdasarkan alah kembalinya penggaruk kedasar rac ! apakah dari depan atau belakang. 'etiap tipe memilki keuntungan dan kerugian masing-masing walau pada umumnya cara oprasinya sama. ipe front3return rac adalah tipe yang lebih baru dan lebih efisien dalam menahan solid yang tertahan! namun tidak kasar dan mudah tersumbat oleh solid di dasar rac .
b. Reciprocating racks %enggunakan alat penggaruk yang bergerak menirukan gerak
manusia yang menggaruk bar rac tersebut. Penggaruk bergerak ke dasar rac ! berpindah mengikuti batang dengan arah berlawanan! naik ke atas! menuju tempat materi tersisihkan # screenings$. "euntungan penggunaan tipe ini adalah kemudahan pembersihan dan pemeliharaan racks
karena dapat
dilakukan
diatas tanpa
perlu
melakukan
pengeringan saluran terlebih dahulu. "erugiannya adalah penggunaan penggaruk hanya satu sehingga kapasitasnya dalam menangani muatan screenings yang banyak dan berat jadi terbatas. c. Catenary Pada front3cleaned front3returned rac catenar! pengaruk menahan rac dengan berat rantai. "euntungannya adalah mekanisme gerakan tidak memiliki gigi roda yang digabung. d. Cable ipe ini adalah jenis front3cleaned front3returned yang menggunakan penggaruk berporos yang digerakan naik turun dalam rel intasan oleh kabel dan drum. Penggaruk diturunkan dengan memanfaatkan gaya gra0itasi! memiliki sumbu untuk menghubungkan bar rac ! dan dinaikan dengan kabel. "euntungannya adalah hanya penggark itu sendiri saja yang alat mekanis yang memasuki air. "erugiannya adalah terbatasnya kapasitas penggarukan dan masalah operasional alat serta pemeliharaan alat! antara lain yang berkaitan dengan kabel.
III-*,
Penentuan cara pembersihan screen sangat tergantung pada karakteristik air! beberapa hal yang perlu dilakukan adalah : •
/umlah material yang yang tersisihkan /ika jumahnya sedikit! maka dapat dibersihkan secara manual! namun
•
jika jumlahnya banyak sehingga menggunakan alat9mekanis. Pertimbangan praktis /ika flow besar! bar screen biasanya besar! karena itu sebaiknya
•
dibersihkan secara otomatis supaya lebih efisien. Pertimbangan ekonomis Harus diperhitungkan mana yang paling baik dan memenuhi kriteria desain dan lebih murah baik biaya instalasi awal! biaya operasi! maupun biaya pemeliharaan.
3.$.$
Kriteria Desain Bar Screen Tabe& 3.1 "riteria Desain Bar Screen
o *
, ( 3 4 ; <
"eterangan Faktor kishmer #$ -bentuk bulat -setengah lingkaran -lingkaran -persegi lebar penampang batang #K$ kecepatan aliran air #Es$ sudut antara kisi-kisi dengan bidang horiAontal #$ jarak antara kisi-kisi #b$ lebar saluran pembawa panjang penampang batang #p$ kecepatan melalui bar screen #Es$ dimensi bar screen -lebar saluran -jumlah batang -lebar bukaan total -panjang batang yang terendam -kedalaman saluran sebelum melalui kisi
kriteria desain
*.4< *.34 *.; ,., (-*( mm ).-)!3 m9s (=-3)= ,(-() mm 4( mm ,(-4( mm ).< m9s n L w M #n M *$ L b n jumlah bukaan antar batang L jarak bukaan antar batang r C
III-*
o
"eterangan
kriteria desain
-pada maL9sin Sumber : 2etcalf and edd, wastewater engineering, 2c4raw ill, *55(
