laporan tugas besar PBAM

Tugas Besar Perencanaan Bangunan Air Minum Teknik Lingkungan 2011 52

Surface Loading
SL (m3/hari-m2
% Rt
Removal
Waktu (menit)
% Rt
Grafik Isoremoval
73.37
73.12
64.15
62.98
27.24
77.12
74.91
82.96
79.58
78.72
81.61
78.29
83.52
83.58
82.53
83.15
83.09
84.26
85.12
84.56
87.95
88.44
86.84
85.36
85.61
88.13
88.68
89.67
89.65
86.9
Waktu (menit)
Kedalaman
BAB I
PENDAHULUAN

Latar Belakang
Air merupakan kebutuhan mendasar bagi semua makhluk hidup, air juga merupakan faktor pendukung terbentuknya suatu kehidupakan di dunia. Dalam kehidupan manusia air digunakan sebagai sarana untuk kelestarian hidup, konsumsi, dan sarana pembangunan. Air merupakan kebutuhan paling vital bagi kehidupan manusia dan makhluk hidup lainnya. Tubuh manusia terdiri dari sekitar 65% air. Makhluk hidup yang kekurangan air cukup banyak dapat berakibat fatal atau bahkan mengakibatkan kematian. Manusia memerlukan 2,5 – 3 liter air untuk minum dan aktivitas lain. Kebutuhan air minum setiap orang bervariasi dari 2,1 liter hingga 2,8 liter per hari, tergantung pada berat badan dan aktivitasnya. Air minum harus memenuhi persyaratan fisik, kimia, maupun bakteriologis begitu pula dengan air bersih.

Air bersih adalah salah satu jenis sumberdaya berbasis air yang bermutu baik dan biasa dimanfaatkan oleh manusia untuk dikonsumsi atau dalam melakukan aktivitas mereka sehari-hari termasuk diantaranya adalah minum dan sanitasi. Penyediaan air bersih untuk masyarakat mempunyai peranan yang sangat penting dalam meningkatkan kesehatan lingkungan atau masyarakat, yakni mempunyai peranan dalam menurunkan angka penderita penyakit, khususnya yang berhubungan dengan air, dan berperan dalam meningkatkan standar atau taraf kualitas hidup masyarakat.

Sampai saat ini, penyediaan air bersih untuk masyarakat di Indonesia masih dihadapkan pada beberapa permasalahan yang cukup kompleks dan sampai saat ini belum dapat diatasi sepenuhnya. Salah satu masalah yang masih dihadapi sampai saat ini yakni masih rendahnya tingkat pelayanan air bersih untuk masyarakat. Meningkatnya jumlah penduduk di suatu wilayah akan mengakibatkan meningkatnya kebutuhan akan air bersih di wilayah tersebut, sehingga dibutuhkan pelayanan yang memadai pula untuk mencukupi kebutuhan masyarakat. Oleh karena itu, perlu mengetahui sistem pengolahan air yang baik dan benar agar didapat hasil air bersih yang sesuai dengan persyaratan baku mutu dan mencukupi kebutuhan masyarakat.

Tujuan
Mengetahui jumlah kebutuhan air bersih penduduk Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur tahun 2013 sampai 2022
Merencanakan sistem pengolahan air minum (SPAM) yang benar dengan kriteria desain yang tepat sesuai dengan kualitas air baku.
Merencanakan jaringan distribusi air bersih kepada masyarakat Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur

BAB II
LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Air Bersih
Air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari dan akan menjadi air minum setelah dimasak terlebih dahulu. Sebagai batasannya, air bersih adalah air yang memenuhi persyaratan bagi sistem penyediaan airminum. Adapun persyaratan yang dimaksud adalah persyaratan dari segi kualitas air yang meliputi kualitas fisik, kimia, biologi dan radiologis, sehingga apabila dikonsumsi tidak menimbulkan efek samping (Ketentuan Umum Permenkes No.416/Menkes/PER/IX/1990.

2.2 Sumber Air Bersih
Berdasarkan petunjuk Program Pembangunan Prasarana Kota Terpadu perihal Pedoman Perencanaan dan Desain Teknis Sektor Air Bersih, disebutkan bahwa sumber air baku yang perlu diolah terlebih dahulu adalah:
Mata air, Yaitu sumber air yang berada di atas permukaan tanah. Debitnya sulit untuk diduga, kecuali jika dilakukan penelitian dalam jangka beberapa lama.
Sumur dangkal (shallow wells), Yaitu sumber air hasil penggalian ataupun pengeboran yang kedalamannya kurang dari 40 meter.
Sumur dalam (deep wells), Yaitu sumber air hasil penggalian ataupun pengeboran yang kedalamannya lebih dari 40 meter.
Sungai, Yaitu saluran pengaliran air yang terbentuk mulai dari hulu di daerah pegunungan/tinggi sampai bermuara di laut/danau. Secara umum air baku yang didapat dari sungai harus diolah terlebih dahulu, karena kemungkinan untuk tercemar polutan sangat besar.
Danau dan Penampung Air (lake and reservoir), Yaitu unit penampung air dalam jumlah tertentu yang airnya berasal dari aliran sungai maupun tampungan dari air hujan.
Sumber-sumber air yang ada dapat dimanfaatkan untuk keperluan air minum adalah (Budi D. Sinulingga, Pembangunan Kota Tinjauan Regional dan Lokal, 1999):
Air hujan. Biasanya sebelum jatuh ke permukaan bumi akan mengalami pencemaran sehingga tidak memenuhi syarat apabila langsung diminum.
Air permukaan tanah (surface water). Yaitu rawa, sungai, danau yang tidak dapat diminum sebelum melalui pengolahan karena mudah tercemar.
Air dalam tanah (ground water). Yang terdiri dari air sumur dangkal dan air sumur dalam. Air sumur dangkal dianggap belum memenuhi syarat untuk diminum karena mudah tercemar. Sumber air tanah ini dapat dengan mudah dijumpai seperti yang terdapat pada sumur gali penduduk, sebagai hasil budidaya manusia. Keterdapatan sumber air tanah ini sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti topografi, batuan, dan curah hujan yang jatuh di permukaan tanah. Kedudukan muka air tanah mengikuti bentuk topografi, muka air tanah akan dalam di daerah yang bertopografi tinggi dan dangkal di daerah yang bertopografi rendah.

2.3 Standar Kualitas Air Baku
Air bersifat universal dalam pengertian bahwa air mampu melarutkan zat-zat yang alamiah dan buatan manusia. Untuk menggarap air alam, meningkatkan mutunya sesuai tujuan, pertama kali harus diketahui dahulu kotoran dan kontaminan yang terlarut di dalamnya. Pada umumnya kadar kotoran tersebut tidak begitu besar.

Dengan berlakunya baku mutu air untuk badan air, air limbah dan air bersih, maka dapat dilakukan penilaian kualitas air untuk berbagai kebutuhan. Di Indonesia ketentuan mengenai standar kualitas air bersih mengacu pada Peraturan Menteri Kesehatan berdasarkan Peraturan Pemerintah No. 416 tahun 1990 tentang Syarat-Syarat dan Pengawasan Kualitas Air Bersih. Berdasarkan SK Menteri Kesehatan 1990 Kriteria penentuan standar baku mutu air dibagi dalam tiga bagian yaitu:
Persyaratan kualitas air untuk air minum.
Persyaratan kualitas air untuk air bersih.
Persyaratan kualitas air untuk limbah cair bagi kegiatan yang telah beroperasi.

Mengingat betapa pentingnya air bersih untuk kebutuhan manusia, maka kualitas air tersebut harus memenuhi persyaratan, yaitu:
Syarat fisik, antara lain:
Air harus bersih dan tidak keruh.
Tidak berwarna
Tidak berasa
Tidak berbau
Suhu antara 10o-25 o C (sejuk)
Syarat kimiawi, antara lain:
Tidak mengandung bahan kimiawi yang mengandung racun.
Tidak mengandung zat-zat kimiawi yang berlebihan.
Cukup yodium.
pH air antara 6,5 – 9,2.
Syarat bakteriologi, antara lain:
Tidak mengandung kuman-kuman penyakit seperti disentri, tipus, kolera, dan bakteri patogen penyebab penyakit.

Pada umumnya kualitas air baku akan menentukan besar kecilnya investasi instalasi penjernihan air dan biaya operasi serta pemeliharaannya. Sehingga semakin jelek kualitas air semakin berat beban masyarakat untuk membayar harga jual air bersih.

Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No. 173/Men.Kes/Per/VII/1977, penyediaan air harus memenuhi kuantitas dan kualitas, yaitu:
Aman dan higienis.
Baik dan layak minum.
Tersedia dalam jumlah yang cukup.
Harganya relatif murah atau terjangkau oleh sebagian besar masyarakat.
2.4 Sistem Penyediaan Air Bersih
Sistem penyediaan air bersih meliputi besarnya komponen pokok antara lain: unit sumber air baku, unit pengolahan, unit produksi, unit transmisi, unit distribusi dan unit konsumsi.
Unit sumber air baku merupakan awal dari sistem penyediaan air bersih yang mana pada unit ini sebagai penyediaan air baku yang bisa diambil dari air tanah, air permukaan, air hujan yang jumlahnya sesuai dengan yang diperlukan.
Unit pengolahan air memegang peranan penting dalam upaya memenuhi kualitas air bersih atau minum, dengan pengolahan fisika, kimia, dan bakteriologi, kualitas air baku yang semula belum memenuhi syarat kesehatan akan berubah menjadi air bersih atau minum yang aman bagi manusia.
Unit produksi adalah salah satu dari sistem penyediaan air bersih yang menentukan jumlah produksi air bersih atau minum yang layak didistribusikan ke beberapa tandon atau reservoir dengan sistem pengaliran gravitasi atau pompanisasi. Unit produksi merupakan unit bangunan yang mengolah jenis-jenis sumber air menjadi air bersih. Teknologi pengolahan disesuaikan dengan sumber air yang ada.
Unit transmisi berfungsi sebagai pengantar air yang diproduksi menuju ke beberapa tandon atau reservoir melalui jaringan pipa.
Unit distribusi adalah merupakan jaringan pipa yang mengantarkan air bersih atau minum dari tandon atau reservoir menuju ke rumah-rumah konsumen dengan tekanan air yang cukup sesuai dengan yang diperlukan konsumen.
Unit konsumsi adalah merupakan instalasi pipa konsumen yang telah disediakan alat pengukur jumlah air yang dikonsumsi pada setiap bulannya.

2.5 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih
Semakin padat jumlah penduduk dan semakin tinggi tingkat kegiatan akan menyebabkan semakin besarnya tingkat kebutuhan air. Variabel yang menentukan besaran kebutuhan akan air bersih antara lain adalah sebagai berikut:
Jumlah penduduk
Jenis kegiatan
Standar konsumsi air untuk individu
Jumlah sambungan

Target pelayanan dapat merupakan potensi pasar atau mengacu pada kebijaksanaan nasional. Asumsi-asumsi lain yang digunakan mengikuti kecenderungan data yang ada di lapangan serta kriteria dan standar yang dikeluarkan oleh lembaga yang berwenang, yaitu seperti:
Cakupan pelayanan
Jumlah pemakai untuk setiap jenis sambungan
Jenis sambungan
Tingkat kebutuhan konsumsi air
Perbandingan SR/HU
Kebutuhan Domestik dan Non Domestik
Angka kebocoran
Penanggulangan kebakaran

Perencanaan pengadaan sarana prasarana air bersih dilakukan dengan memperhitungkan jumlah kebutuhan air yang diperlukan bagi daerah perencanaan. Proyeksi kebutuhan air dihitung dengan menggunakan data proyeksi jumlah penduduk, standar kebutuhan air bersih, cakupan pelayanan, koefisien kehilangan air, dan faktor puncak yang diperhitungkan untuk keamanan hitungan perencanaan.

2.6 Satuan Kebutuhan Air Bersih
Kebutuhan air terbagi atas kebutuhan untuk:
Rumah Tangga
Non Rumah Tangga

Pemerintah Indonesia telah menyusun program pelayanan air bersih sesuai dengan kategori daerah yang dikelompokkan berdasarkan jumlah penduduk.
Tabel II.1
Tingkat Pemakaian Air Rumah Tangga Sesuai Kategori Kota
No
Kategori Kota
Jumlah Penduduk
Sistem
Tingkat Pemakaian Air
1
Kota Metropolitan
> 1.000.000
Non Standar
190
2
Kota Besar
500.000 – 1.000.000
Non Standar
170
3
Kota Sedang
100.000 – 500.000
Non Standar
150
4
Kota Kecil
20.000 – 100.000
Standar BNA
130
5
Kota Kecamatan
< 20.000
Standar IKK
100
6
Kota Pusat Pertumbuhan
< 3.000
Standar DPP
30
Sumber : SK-SNI Air Bersih

Tabel II.2
Tingkat Pemakaian Air Non Rumah Tangga
No
Non Rumah Tangga (fasilitas)
Tingkat Pemakaian Air
1
Sekolah
10 liter/hari
2
Rumah Sakit
200 liter/hari
3
Puskesmas
(0,5 – 1) m3/unit/hari
4
Peribadatan
5
Kantor
(1 – 2) m3/unit/hari
6
Toko
7
Rumah Makan
1 m3/unit/hari
8
Hotel/Losmen
(100 – 150) m3/unit/hari
9
Pasar
10
Industri
11
Pelabuhan/Terminal
12
SPBU
13
Pertamanan
25 3/unit/hari
Sumber : SK-SNI Air Bersih

2.7 Tahapan Perencanaan Air Bersih
Dalam pemenuhan kebutuhan prasarana air bersih, maka dilakukan tahapan-tahapan perencanaan berdasarkan 5 (lima) komponen utama yang terdiri dari:
Perhitungan Kebutuhan Air
Kebutuhan air dihitung berdasarkan kebutuhan untuk rumah tangga (domestik), non domestik dan juga termasuk perhitungan atas kebocoran air. Analisis kebutuhan air ini disesuaikan dengan hasil perhitungan proyeksi penduduk, prosentase penduduk yang dilayani dan besarnya pemakaian air.
Identifikasi Sumber Air Baku
Identifikasi air baku terutama dimaksudkan untuk mendapatkan informasi mengenai:
- Jarak dan beda tinggi sumber air terhadap daerah pelayanan
- Debit andalan sumber air
- Kualitas air baku dan jenis alokasi sumber air baku pada saat ini
3. Pemeriksaan dan Penilaian Kualitas Air
Sistem pengolahan air yang dibangun harus dapat memproduksi air yang memenuhi standar kualitas air bersih yang ditetapkan oleh Departemen Kesehatan RI.
4. Pemilihan Alternatif Sistem
Sistem penyediaan air bersih yang dirancang merupakan sistem terpilih yang diperoleh berdasarkan hasil pemilihan terhadap beberapa alternatif pilihan sistem. Penentuan pilihan didasarkan pada penilaian berdasarkan aspek:
- Teknis
- Ekonomis
- Lingkungan
5. Perhitungan Kebocoran/Kehilangan Air
Kehilangan air yang disebabkan kebocoran teknis dan non teknis diperkirakan sebesar 20% dari kebutuhan total.
6. Perencanaan Sistem Penyediaan Air Bersih
Sistem Penyediaan Air Bersih terdiri dari:
- Sistem Produksi meliputi Intake dan Instalasi Pengolahan Air
- Sistem Distribusi meliputi Reservoir dan Pipa Induk
- Sistem Pemanfaatan melalui Sambungan Rumah dan Hydrant Umum
Faktor-faktor yang mempengaruhi sistem distribusi adalah:
- Pola tata guna lahan
- Kepadatan penduduk
- Kondisi topografi kota
- Rancangan induk kota.

2.8 Sistem Pengolahan Air Bersih
Secara umum, pengolahan air bersih terdiri dari 3 aspek, yakni pengolahan secara fisika, kimia dan biologi. Pada pengolahan secara fisika, biasanya dilakukan secara mekanis, tanpa adanya penambahan bahan kimia. Contohnya adalah pengendapan, filtrasi, adsorpsi, dan lain-lain. Pada pengolahan secara kimiawi, terdapat penambahan bahan kimia, seperti klor, tawas, dan lain-lain, biasanya bahan ini digunakan untuk menyisihkan logam-logam berat yang terkandung dalam air. Sedangkan pada pengolahan secara biologis, biasanya memanfaatkan mikroorganisme sebagai media pengolahnya. Secara umum, skema pengolahan air bersih di daerah-daerah di Indonesia adalah sebagai berikut :

1. Bangunan Intake (Bangunan Pengumpul Air)
Bangunan intake berfungsi sebagai bangunan pertama untuk masuknya air dari sumber air. Sumber air utamanya diambil dari air sungai. Pada bangunan ini terdapat bar screen (penyaring kasar) yang berfungsi untuk menyaring benda-benda yang ikut tergenang dalam air, misalnya sampah, daun-daun, batang pohon, dsb.
2. Bak Prasedimentasi (optional)
Bak ini digunakan bagi sumber air yang karakteristik turbiditasnya tinggi (kekeruhan yang menyebabkan air berwarna coklat). Bentuknya hanya berupa bak sederhana, fungsinya untuk pengendapan partikel-partikel diskrit dan berat seperti pasir, dll. Selanjutnya air dipompa ke bangunan utama pengolahan air bersih yakni WTP.

Tabel 2.1 Kriteria Unit Sedimentasi
Kriteria Umum
Bak Persegi (aliran horizontal)
Beban permukaan (m3/m2/jam)
0.8 – 2.5
Kedalaman (m)
3 – 6
Waktu retensi (jam)
1.5 – 3
Lebar / panjang
>1/5
Beban pelimpah
(m3/m/jam)
<11
BilanganReynold
<2000
Kecepatan pada pelat/tabung pengendap (m/menit)
-
Bilangan Froude
>10-5
Kecepatan vertikal (cm/menit)
-
Sirkulasi Lumpur
-
Kemiringan dasar bak (tanpa scrapper)
45o – 60o
Periode antar pengurasan lumpur (jam)
12 – 24
Kemiringan tube/plate
30o / 60o
Sumber: Revisi SNI 19-6774-2002

3. WTP (Water Treatment Plant)
Ini adalah bangunan pokok dari sistem pengolahan air bersih. Bangunan ini beberapa bagian, yakni koagulasi, flokulasi, sedimentasi, filtrasi dan desinfeksi.

a. Koagulasi
Disinilah proses kimiawi terjadi, pada proses koagulasi ini dilakukan proses destabilisasi partikel koloid, karena pada dasarnya air sungai atau air kotor biasanya berbentuk koloid dengan berbagai partikel koloid yang terkandung didalamnya. Tujuan proses ini adalah untuk memisahkan air dengan pengotor yang terlarut didalamnya, analoginya seperti memisahkan air pada susu kedelai. Pada unit ini terjadi rapid mixing (pengadukan cepat) agar koagulan dapat terlarut merata dalam waktu singkat. Bentuk alat pengaduknya dapat bervariasi, selain rapid mixing, dapat menggunakan hidrolis (hydrolic jump atau terjunan) atau mekanis (menggunakan batang pengaduk).

Tabel 2.3 Kriteria Unit Koagulasi (Pengadukan Cepat)
Unit
Kriteria
Pengaduk cepat
Tipe

Hidrolis :
Terjunan
Saluran bersekat
Dalam pipa bersekat
Perubahan phasa engaliran
Mekanis
Bilah (Blade), Pedal (Padle) kipas
Flotasi
Waktu pengadukan (detik)
Nilai G/detik
30 – 120

>750
Sumber: revisi SNI 19-6774-2002

b. Flokulasi
Selanjutnya air masuk ke unit flokulasi. Tujuannya adalah untuk membentuk dan memperbesar flok (pengotor yang terendapkan). Di sini dibutuhkan lokasi yang alirannya tenang namun tetap ada pengadukan lambat (slow mixing) supaya flok menumpuk. Untuk meningkatkan efisiensi, biasanya ditambah dengan senyawa kimia yang mampu mengikat flok-flok tersebut.

Tabel 2.4 Kriteria Unit Flokulasi (Pengadukan Lambat)
Kriteria Umum
Flokulator Hidrolis
Flokulator Mekanis
Flokulator Clarifier

Sumbu Horizontal dengan Pedal
Sumbu Vertikal dengan Bilah

G (gradien kecepatan) 1/detik
60 (menurun) – 5
60 (menurun) – 10
70 (menurun) – 10
100 – 10
Waktu kontak (menit)
30 – 45
30 – 40
20 -40
20 – 100
Tahap flokulasi (buah)
6 – 10
3 – 6
2 – 4
1
Pengendali energi
Bukaan pintu/sekat
Kecepatan putaran
Kecepatan putaran
Kecepatan aliran air
Kecepatan aliran max.(m/det)
0.9
0.9
1.8 – 2.7
1.5 – 0.5
Luas bilah/pedal dibandingkan luas bak (%)
-
5 – 20
0.1 – 0.2
-
Kecepatan perputaran sumbu (rpm)
-
1 – 5
8 – 25
-
Tinggi (m)

2 – 4*
Keterangan: * termasuk ruang sludge blanket
Sumber: revisi SNI 19-6774-2002

c. Sedimentasi
Bangunan ini digunakan untuk mengendapkan partikel-partikel koloid yang sudah didestabilisasi oleh unit sebelumnya. Unit ini menggunakan prinsip berat jenis. Berat jenis partikel kolid (biasanya berupa lumpur) akan lebih besar daripada berat jenis air. Pada masa kini, unit koagulasi, flokulasi dan sedimentasi telah ada yang dibuat tergabung yang disebut unit aselator.
d. Filtrasi
Sesuai dengan namanya, filtrasi adalah untuk menyaring dengan media butiran. Media butiran ini biasanya terdiri dari antrasit, pasir silica dan kerikil silica dengan ketebalan berbeda. Cara ini dilakukan dengan metode gravitasi.

Tabel 2.2 Kriteria Unit Filtrasi (Saringan Cepat)
No
Unit
Jenis Saringan

Saringan Biasa (Gravitasi)
Saringan dengan Pencucian Antar Saringan
Saringan Bertekanan
1
Jumlah bak saringan
N = 12 Q0.5*)
minimum 5 bak
-
2
Kecepatan Penyaringan (m/jam)
6 – 11
6 – 11
12 – 33
3
Pencucian:
Sistem pencucian

Kecepatan (m/jam)
Lama pencucian (menit)
Periode antara dua pencucian (jam)
Ekspansi (%)

Tanpa/dengan blower & atau surface wash
36 – 50
10 – 15

18-24

30 – 50

36 – 50
10 – 15

18 – 24

30 – 50

72 – 198
-

-

30 – 50
4
Media pasir:
Tebal (mm)
Single media
Media ganda
Ukuran efektif, ES (mm)
Koefisien keseragaman , UC
Berat jenis (kg/dm3)
Porositas
Kadar SiO2

300 – 700
600 – 700
300 – 600
0.3 – 0.7

1.2 – 1.4
2.5 – 2.65
0.4
>95%

300 – 700
600 – 700
300 – 600
0.3 – 0.7

1.2 – 1.4
2.5 – 2.65
0.4
>95%

300 – 700
600 – 700
300 – 600
-

1.2 – 1.4
2.5 – 2.65
0.4
>95%
5
Media antrasit:
Tebal (mm)
ES (mm)
UC
Berat jenis (kg/dm3)
Porositas

400 – 500
1.2 – 1.8
1.5
1.35
>95%

400 – 500
1.2 – 1.8
1.5
1.35
>95%

400 – 500
1.2 – 1.8
1.5
1.35
>95%
6
Filter bottom/dasar saringan:
1) Lapisan penyangga dari atas ke bawah
Kedalaman (mm) Ukuran Butir (mm)
Kedalaman (mm)

80 – 100
2 – 5
80 – 100

80 – 100
2 – 5
80 – 100

-
-
-

Ukuran Butir (mm)
5 – 10
80 – 100
10 – 15
80 – 150
15 – 30
5 – 10
80 – 100
10 – 15
80 – 150
15 – 30
-
-
-
-
-

2) Filter Nozel
Lebar slot nozel (mm)
Prosentase luas slot nozel terhadap luas filter (%)

<0.5
>4%

<0.5
>4%

<0.5
>4%
Catatan: *) untuk saringan dengan jenis kecepatan menurun
**) untuk saringan dengan jenis kecepatan konstan (contant filtration rate), harus dilengkapi dengan pengatur aliran (flow controller) otomatis.
Sumber: Revisi SNI 19-6774-2002

e. Desinfeksi
Setelah bersih dari pengotor, masih ada kemungkinan ada kuman dan bakteri yang hidup, sehingga ditambahkanlah senyawa kimia yang dapat mematikan kuman ini, biasanya berupa penambahan chlor, ozonisasi, UV, pemabasan, dan lain-lain sebelum masuk ke bangunan selanjutnya, yakni reservoir.

4. Reservoir
Reservoir berfungsi sebagai tempat penampungan sementara air bersih sebelum didistribusikan melalui pipa-pipa secara gravitasi. Karena kebanyakan distribusi di Indonesia menggunakan konsep gravitasi, maka reservoir biasanya diletakkan di tempat dengan posisi lebih tinggi daripada tempat-tempat yang menjadi sasaran distribusi, bisa diatas bukit atau gunung.

BAB III
METODOLOGI PERENCANAAN

3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat
pH meter
Turbidity meter
Jerigen
Kerucut imhoff
Gelas kimia
Neraca analitik
Batang pengaduk
Settling colum tipe I
Settling colum tipe II
Stopwatch
Tali rafia
Botol air mineral

3.1.2 Bahan
Air sampel (air sungai Karang Mumus)
Tawas (Al2SO4)
Akuades
Tissue
Alumunium foil

3.2 Cara Kerja
3.2.1 Sedimentasi I
Dihomogenkan air sampel Sungai Karang Mumus dalam jerigen 20 L.
Diukur pH dan kekeruhan awal air sampel.
Dimasukkan air sampel ke dalam settling colum tipe I hingga batas air tertinggi pada alat.
Air dibiarkan dalam settling colum dan setiap interval waktu 5 menit (sampai menit ke 25) air sampel diambil melalui kran yang terdapat pada alat.
Kekeruhan setiap sampel yang diambil diuji menggunakan turbidity meter yang telah dikalibrasi dengan cara menghidupkan alat dan setiap sampel dimasukkan dalam botol sampel yang telah dibilas dengan akuades dan dilap dengan tissue.
Dicatat hasil pengukuran pada tabel dan dihitung kecepatan (Vo) serta fraksi .

3.2.2 Koagulasi dan Flokulasi
Dihomogenkan air sampel Sungai Karang Mumus.
Diukur pH dan kekeruhan awal air sampel.
Dimasukkan air sampel ke dalam 4 buah gelas kimia masing-masing sebanyak 900 ml.
Ditambahkan larutan tawas 1% dengan masing-masing dosis sebanyak 100, 120, 140, dan 150 ml.
Dihidupkan jar test dan diatur kecepatannya, yaitu:
Pengadukan cepat, 80 rpm selama 1 menit.
Pengadukan sedang, 40 rpm selama 5 – 10 menit.
Pengadukan lambat, 20 rpm selama 1 menit.
Sampel dimasukkan ke dalam kerucut imhoff secara bersamaan dan dibiarkan mengendap selama 16 menit.
Diamati flok yang terbentuk kemudian diukur pH dan kekeruhan setiap air sampel.
Dicatat hasil pengukuran dalam tabel dan dihitung dosis koagulan, kebutuhan koagulan padat, serta kebutuhan air pengencer.

3.2.3 Sedimentasi II
Dihmogenkan air sampel Sungai Karang Mumus.
Diukur pH serta kekeruhan awal air sampel
Dimasukkan ke dalam settling colom type II sampai batas tertinggi pada alat.
Air dibiarkan dalam settling colum dan setiap interval waktu 10 menit (sampai menit ke 60) sampel air diambil secara bersamaan melalui kran yang terdapat pada alat.
Kekeruhan setiap sampel yang diambil diuji menggunakan turbidity meter yang telah dikalibrasi dengan cara menghidupkan alat dan setiap sampel dimasukkan dalam botol sampel yang telah dibilas dengan akuades dan dilap dengan tissu.
Dicatat hasil pengukuran pada tabel dan dihitung kecepatan (Vo) serta fraksi .

BAB IV
HASIL PERHITUNGAN

Proyeksi Jumlah Penduduk
Tabel Jumlah Penduduk di Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur Tahun 2008 – 2012

Berikut ini adalah data jumlah penduduk yang ada di Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur Tahun 2008 – 2012 :

Tabel 1.1 Jumlah Penduduk Karangan Kabupaten Kutai Timur tahun 2008 – 2012

Tahun
Jumlah Penduduk (Jiwa) (P)

2008
5496
2009
6853
2010
9133
2011
9656
2012
10.209
Rata-rata
8269

Tabel dan Grafik Proyeksi Jumlah Penduduk di Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur dengan Menggunakan Metode Aritmatik

Metode Aritmatika :
Pn = Po + Ka (Ta – To)
Ka = Pa-P1T2-T1

Dimana :
Pn = Jumlah Penduduk pada tahun ke n
Po = Jumlah Penduduk Pada tahun Dasar
Tn = Tahun ke n
To = Tahun dasar
Ka = Konstanta Aritmatik
P1 = Jumlah Penduduk Yang diketahui pada tahun ke I
P2 = Jumlah Penduduk yang diketahui pada tahun terakhir
T1 = Tahun ke I yang diketahui
T2 = Tahun ke II yang diketahui
Dengan menggunakan metode aritmatik, proyeksi jumlah penduduk di Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur dapat diketahui sebagai berikut :

Tabel 1.2 Proyeksi Jumlah Penduduk dengan Metode Aritmatik
Tahun
Kenaikan ®
Proyeksi Penduduk (Pn)
(Pn-Pr)^2
(Pn-P)^2

2008
5496

5496
2054990224
0
2009
6853
1357
6674
1949553639
31952
2010
9133
2280
7853
1846893600
1639680
2011
9656
523
9031
1747010108
390938
2012
10209
553
10209
1649903161
0
Rata2
8269
1178
Total
9248350732
2062569

Dari hasil perhitungan dengan menggunakan metode Aritmatik, diperoleh :
Kenaikan rata-rata jumlah penduduk adalah 1178 jiwa
Rata-rata jumlah penduduk, Pr = 8269 jiwa
Relasi, r = 0.927451163
Standar deviasi, D = 430.8494444

Tabel Proyeksi dan Grafik Jumlah Penduduk di Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur dengan Menggunakan Metode Geometrik

Metode Geometrik :
Pn = Po ( 1 + r )n
Dimana :
Pn = Jumlah Penduduk pada tahun ke n
Po = Jumlah Penduduk pada tahun dasar
r = Laju pertumbuhan penduduk
n = Jumlah Interval tahun

Dengan menggunakan metode Geometrik, proyeksi jumlah penduduk di Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur dapat diketahui sebagai berikut :

Tabel 1.3 Proyeksi Jumlah Penduduk dengan menggunakan Metode Geometrik
Tahun
Rasio ®
(Pn-Pr)^2
(Pn-P)^2

2008
5496

5496
7691747.56
0
2009
6853
0.1980
6260
4037964.655
351730.5416
2010
9133
0.2496
7130
1298124.865
4011820.028
2011
9656
0.0542
8121
21990.75756
2355895.939
2012
10209
0.0542
9250
961423.8829
919830.1304
Rata2
8269
0.1390
Total
14011251.72
7639276.639

Dari hasil perhitungan dengan menggunakan metode Geometrik, diperoleh :
Kenaikan rata-rata jumlah penduduk adalah 0.1390 jiwa
Rata-rata jumlah penduduk, Pr = 8269 jiwa
Relasi, r = 0.454775577

Tabel Proyeksi dan Grafik Jumlah Penduduk di Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur dengan Menggunakan Metode Least Square

Metode Least Square :
Ŷ = a + Bx

Dimana :
Ŷ = Nilai variable berdasarkan garis regresi
X = Variabel Independen
a = Konstanta
b = Koefesien arah regresi linear

Adapun Persamaan a dan b adalah sebagai berikut :

a=Y.x2- X.Yn.x2- (X)2

b=n.X.Y- X.Yn.x2- (X)2

Bila koefisien b telah dihitung terlebih dahulu, maka konstanta a dapat ditentukan dengan persamaan lain, yaitu :
a = Y – bX
Dimana Y dan X masing-masing adalah rata-rata untuk variable Y dan X.

Dengan menggunakan metode Least Square, proyeksi jumlah penduduk di Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur dapat diketahui sebagai berikut :

Tabel 1.4 Proyeksi Jumlah Penduduk dengan menggunakan Metode Least Square
Tahun (x)
Jumlah Penduduk (y)
x^2
xy
(Pn-Pr)^2
(Pn-P)^2

2008
5496
4032064
11035968
8262
43.79727574
7652869.641
2009
6853
4036081
13767677
8266
6.263081749
1997974.857
2010
9133
4040100
18357330
8271
2.600869213
743711.8189
2011
9656
4044121
19418216
8275
32.81063814
1907912.18
2012
10209
4048144
20540508
8279
96.89238852
3725504.527
TOTAL
10050
41347
20200510
83119699

182.3642534
16027973.02

Dari hasil perhitungan dengan menggunakan metode Least Square, diperoleh :
Koefisien persamaan proyeksi a = -1.212721059
Koefisien persamaan proyeksi b = 4.115336041
Relasi, r = -87888.88373

Tabel Pemilihan Metode Proyeksi Jumlah Penduduk di Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur

Dari beberapa metode yang digunakan untuk menghitung proyeksi jumlah penduduk, maka dapat diperoleh metode proyeksi jumlah penduduk yang tepat untuk Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur, yaitu sebagai berikut :

Tabel 1.5 Pemilihan Metode Proyeksi Jumlah Penduduk
Tahun
Metode Aritmatik
Metode Geometrik
Metode Least Square

2008
5496
5496
8262
2009
6674
6260
8266
2010
7853
7130
8271
2011
9031
8121
8275
2012
10209
9250
8279
R
0.92
0.45
-87888.88
SD
430.84
829.17
1201.04

Tabel-tabel perhitungan di atas menunjukkan nilai korelasi dan standar deviasi yang berbeda antara setiap metode proyeksinya. Metode proyeksi yang paling tepat digunakan untuk memperkirakan jumlah penduduk pada masa yang akan datang adalah metode Aritmatik karena metode ini memiliki nilai faktor korelasi positif yang besar dan nilai standar deviasi paling kecil. Oleh karena itu metode Aritmatik dianggap metode yang paling tepat menggambarkan kondisi penduduk 10 tahun yang akan datang dan akan digunakan untuk memprediksi jumlah penduduk pada periode perencanaan.

Berikut data jumlah penduduk tahun 2013 - 2022
No.
Tahun
Jumlah Penduduk
1
2013
8283
2
2014
8287
3
2015
8291
4
2016
8295
5
2017
8299
6
2018
8304
7
2019
8308
8
2020
8312
9
2021
8316
10
2022
8320

Kebutuhan Domestik untuk Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur

Perhitungan kebutuhan air
Asumsi Kota kategori IV (kota kecil)
Kebutuhan air per orang per hari = 100 l/orang/hari
Jumlah orang per KK = 6 jiwa
Total KK = 8320/6
=1387 KK
Kebutuhan domestik di Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur untuk tahun 2013, 2017 dan 2022 dapat diperoleh sebagai berikut :

Tabel 1.6 Kebutuhan Domestik Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur

%
2013
2017
2022
Penduduk Total
93
8283
8299
8320
Dilayani SR
83
6875
6888
6906
Dilayani Hidran Umum
10
828
830
832

Tabel 1.7 Kebutuhan Air Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur
Jenis Sambungan
Stdr. Keb. Air minum L/o/hr)
2013
2017
2022

Pddk. (Jiwa)
Keb. Air (L/hr)
Pddk. (Jiwa)
Keb. Air (L/hr)
Pddk. (Jiwa)
Keb. Air (L/hr)

SR
100
6875
687489
6888
688817
6906
690560
HU
30
828
24849
830
24897
2354
24960
Total
(L/hari)
712338
713714
715520

(L/det)
8.24
8.26
8.28

Tabel 1.8 Kebutuhan Total Domestik Air Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur
Tahun
Kebutuhan Total

(L/hari)
(L/det)
2013
712338
8.24
2017
713714
8.26
2022
715520
8.28

Kebutuhan Non Domestik untuk Kecamatan Karangan Selatan

Kebutuhan Non Domestik untuk Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur dapat diketahui sebagai berikut :

Tabel 1.9 Kebutuhan Non Domestik di Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur
Sarana Umum
Kebutuhan Air
Asumsi Jumlah org
Kebutuhan Air
Kebutuhan Air

Rata-rata L/org/hari
per hari
total L/hari
total L/detik
Rumah Sakit
350
150
52500
0.607638889
Sekolah Dasar
40
2000
80000
0.92592593
SLTP
50
2000
10000
0.11574074
SLTA
80
2000
160000
1.85185185
Restoran Umum
15
100
1500
0.01736111
Gedung Peribadatan
10
200
2000
0.02314815
Hotel/penginapan
300
150
45000
0.52083333
Total
845
6600
351000
4.0625

Kebutuhan Total
Setelah mengetahui kebutuhan domestik dan non domestik di Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur, maka asumsi kebutuhan totalnya adalah sebagai berikut :

Tabel 1.10 Kebutuhan Total tahun 2013
Kebutuhan
L/hari
L/detik
Domestik
712338
8,24
Non Domestik
351000
4,0625
Jumlah
1063338
12,3025
Kebutuhan air IPA (10%)
106333,8
1,23025
Kebocoran (20%)
212667,6
2,4605
Total
1382339,4
15,99325

Perencanaan Unit Pengelolaan Air Bersih di Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur

4.4.1 Intake
Intake akan dilengkapi oleh :
Bar Screen
Saluran intake
Pintu air
Bak Pengumpul
Sistem Transmisi

Bar Screen
Kriteria Desain:
Jarak antar batang b = 1" – 2"
Tebal batang w = 0.8" – 1.0"
Kecepatan aliran v = 0.3 – 0.75 m/dt
Panjang penampang batang P = 1.0" – 1.5"
Kemiringan Ø = 30o – 60o
Headloss maksimum hl = 6"

Perhitungan
Kapasitas Intake q
q = Q2 = 0.01599 meter3/detik2 = 0.007995 meter3/detik

Luas penampang saluran A:
A = qv= 0.007995 meter3/detik0.1 meter/detik=0.07995 m2

Dimensi saluran
L =2h
A =2h2
h = A2= 0.07995 m22=0.03 m
Lebar saluran
L = 2h = 2 x 0.03 m = 0.06 m

Bak Penenang
Kriteria desain:
Bak penenang dapat berbentuk bulat maupun persegi panjang.
Overflow berupa pipa atau pelimpah diperlukan untuk mengatasi terjadinya tinggi muka air yang melebihi kapasitas bak. 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.

Perhitungan
Volume bak penenang, V
V = Q x td = 0.01599 meter3/detik x 180 detik = 2.8782 m3

Luas permukaan bak penenang
As = V h= 2.8782m33 m=0.9594 m2

Dimensi bak penenang
Panjang bak penenang
p = 3As = 3 x 0.9594 m2 = 2 m2

Lebar Bak penenang
L = 13 p = 13 x 2 m2=0.67 m2

4.2.2 Unit Sedimentasi I
Perencanaan unit sedimentasi di Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur dapat dijabarkan sebagai berikut:

Tabel 1.10 Nilai Kekeruhan Sedimentasi Tipe I
Waktu Pengambilan Sampel (menit)
Kekeruhan
(NTU)
0
548
5
460.6
10
449.33
15
443.66
20
437
25
430.33

Tinggi Settling – Tinggi kran = 1.65 m – 0.15 m
= 1.5 m
A. Fraksi
Fraksi = Kekeruhan tKekeruhan awal
F5 = 460.66 NTU548 NTU
= 0.84
F10 = 449.33 NTU548 NTU
= 0.819
F15 = 443.66 NTU 548 NTU
= 0.80
F20 = 437 NTU548 NTU
= 0.79
F25 = 430.33 NTU548 NTU
= 0.78
B. Kecepatan Pengendapan (Vo)
Kecepatan Pengendapan (Vo) = Tinggi settling – Tinggi kranWaktu pengambilan sampel
Vo (5) = 1.5 m300 detik
= 0.005 m/s
Vo (10) = 1.5 m600 detik
= 0.0025 m/s
Vo (15) = 1.5 m900 detik
= 0.00167 m/s
Vo (20) = 1.5 m1200 detik
= 0.00125 m/s
Vo (25) = 1.5 m1500 detik
= 0.001 m/s

Tabel 1.11 Nilai Fraksi Kekeruhan dan Kecepatan (Vo)
Waktu
(menit)
Fraksi
Kekeruhan
Kecepatan (Vo)
m/detik
5
0,84
0,005
10
0,819
0,0025
15
0,809
0,00167
20
0,7974
0,00125
25
0,7852
0,001

C. Total Removal
R = (1 – Fo) + 1Vo0FoV df
Keterangan:
R = besarnya fraksi pengendapan partikel total
Fo = fraksi partikel tersisa pada kecepatan Vo
V = kecepatan pengendapan (m/detik)
dF= selisih partikel tersisa

Gambar 1.1 Kurva hasil sedimentasi I
Adapun hasil perhitungan dari sedimentasi I dibagi menjadi beberapa segmen, seperti dijelaskan pada table perhitungan luas segmen berikut :

Tabel 1.12 Perhitungan Luas Segmen
dF
v
v df
0.04
0.0028
0.000112
0.04
0.001
0.00004
0.08
0.0009
0.000072
0.08
0.0008
0.000064
0.1
0.0007
0.00007
0.06
0.0006
0.000036
0.08
0.0005
0.00004
0.06
0.0004
0.000024
0.08
0.0003
0.000024
0.12
0.0002
0.000024
0.1
0.0001
0.00001
jumlah

0.000516

R = (1 – Fo) + 1Vo0FoV dF
= (1 – 0.84) + 10.005× 0.000516
= 0.2632 26.32%

Unit Koagulasi
Adapun kriteria desain untuk unit koagulasi antara lain sebagai berikut :

Tabel 1.13 Kriteria Desain Unit Koagulasi
Unit
Kriteria
Pengaduk cepat
Tipe

Waktu pengadukan (detik)
Nilai G/detik

Hidrolis
Terjunan
Saluran bersekat
Dalam pipa bersekat
Perubahan phasa pengaliran
Mekanis
Bilah (blade), pedal (paddle), kipas
Flotasi
30 – 120
>750
Sumber: (revisi SNI 19-6774-2002)

Data perencanaan untuk perhitungan unit koagulasi adalah sebagai berikut :
Jumlah unit, n = 2
Gradien kecepatan, G = 790 /detik
Waktu detensi, td = 60 detik
Percepatan gravitasi g = 9,81 m/s2
Massa jenis air, ρ = 997,7 kg/m3
Temperatur T = 250C
Viskositas absolut, = 8,949 x 10-4 kg/m.detik
Debit, Q=15,99325L/detik = 0.01599325 m3/detik
Konstanta pengaduk KT = 4.8 (Turbine, 5 curved blades)
Kecepatan putar n = 180 rpm = 3 rps

1. Volume Unit Koagulasi
V = Q × td
= 0,01599325 m3/detik × 60 detik
= 0,959595 m3

2. Dimensi Unit Koagulasi
V = p × l × t = s3
s = 3V
= 30,959595 m3
= 0,985 m
3. Tenaga
P = G2 × µ × V
= (790/detik)2 × 8.949 x 10-4 kg/m.detik × 0,959595 m3
= 535,940 Nm/det

4. Diameter impeller
P = KT × n3 × Di5 ×
Di = 5535,940 Nm/detik4.8 × (3 rps)2 × 997.7 kg/m3
= 0.415 m

5. Nilai Reynolds
NRe = Di2nρμ
= (0.415 )2 × (3 rps) × 997.7 kg/m38.949 x 10-4 kg/m.detik
= 5760270.95 Turbulen

Perencanaan unit koagulasi di Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur dapat dijabarkan sebagai berikut:
Tabel 1.12 Hasil Jar Test Penentuan Dosis Koagulan
No.
Dosis Koagulan
(ml)
Tinggi endapan
(ml)
pH
Waktu Pengendapan
(menit
Kekeruhan
(NTU)
1
15
54
3.55
15
4.72
2
20
52
3.34
15
3.64
3
25
46
3.13
15
4.30
4
30
55
3.07
15
3.09
Diketahui:
Q air baku = 0.01599325 m3/detik = 15990 ml/detik
Dosis optimum = 15 ml Al2SO4 per 1000 ml air baku

Dosis koagulan = Dosis OptimumVolume Sampel × Q
= 15 ml1000 ml × 15990 ml/detik
= 240 ml/detik × 86400 detik/hari
= 20736000 ml/hari = 20.736000 m3/hari

Kebutuhan koagulan padat = Kebutuhan koagulan per hari × mol pengenceran koagulan
= 20.74 × 107 ml/hari × 0.01 gr/ml
= 20.74 × 105 gr/hari

Dimensi Bak Pembubuh koagulan berbentuk persegi, t = 2 m
V = πr2t
r = Vπt
= 20.74 m3(3.14) × 2 m
= 1,817 m

Unit Flokulasi
Adapun criteria desain untuk perancangan unit flokulasi adalah sebagai berikut :

Tabel 4.15 Kriteria Unit Flokulasi (Pengadukan Lambat)
Kriteria Umum
Flokulator Hidrolis
Flokulator Mekanis
Flokulator Clarifier

Sumbu Horizontal dengan Pedal
Sumbu Vertikal dengan Bilah

G (gradien kecepatan) 1/detik
60 (menurun) – 5
60 (menurun) – 10
70 (menurun) – 10
100 – 10
Waktu kontak (menit)
30 – 45
30 – 40
20 -40
20 – 100

Tahap flokulasi (buah)
6 – 10
3 – 6
2 – 4
1
Pengendali energy
Bukaan pintu/sekat
Kecepatan putaran
Kecepatan putaran
Kecepatan aliran air
Kecepatan aliran max.(m/det)
0.9
0.9
1.8 – 2.7
1.5 – 0.5
Luas bilah/pedal dibandingkan luas bak (%)
-
5 – 20
0.1 – 0.2
-
Kecepatan perputaran sumbu (rpm)
-
1 – 5
8 – 25
-
Tinggi (m)

2 – 4*

Data perencanaan unit flokulasi:
Debit Q = 0.01599 m3/detik
Waktu detensi td = 35 menit = 2100 detik
Gradien, G = 45/detik
Percepatan gravitasi, g = 9.81 m/s2
Massa jenis air, = 997.7 kg/m3
Viskositas absolut, µ = 8.949 x 10-4 kg/m.detik
Faktor friksi, f = 0.3

1. Volume Unit Flokulasi
V = Q × td
= 0,01599 m3/detik × 2100 detik
= 33,579 m3
2. Dimensi Unit Flokulasi (Bak persegi)
V = p × l × t = s3
s = 3V
= 333,579 m3
= 3,209 m

3. Jumlah Sekat Flokulator
n = 2μtρ(1.44+f)HLGQ213
= 2 × 8.949 × 10-4 kg/m.detik × 2100 detik997.7 kg/m3× (1.44+0.3)(3,209 m) × (3,209 m)× 45/detik0,01599 m3/detik213
= 63

4. Jarak Antar Sekat
Jarak antar sekat = Ln
= 3.209 m63
= 5 cm
5. Head Loss
h = μtρg G2
= 8.949 × 10-4 kg/m.detik × 21 detik997.7 kg/m3 × 9.81 m/detik2 (45/detik)2
= 0,38 m

Unit Sedimentasi II
Perencanaan unit sedimentasi tipe II di Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur dapat dijabarkan sebagai berikut:

Tabel 1.14 Nilai Kekeruhan Awal
No.
Kekeruhan (NTU)
1.
171
2.
158
3.
159
Rata-rata
162.6

Sehingga didapatkan hasil pengukuran yaitu :

Tabel 1.15 Nilai Kekeruhan (NTU) Sedimentasi Tipe II
Kran
Waktu (menit)

10
20
30
40
50
60
5
43.3
37.2
29.9
27.4
19.6
19.3
4
43.7
40.8
35.3
27.5
18.8
18.4
3
58.3
27.2
26.8
25.6
21.4
16.8
3
60.2
33.2
26.7
24.2
23.8
16.83
1
118.3
34.6
28.4
25.1
23.4
21.3

Nilai kekeruhan yang diperoleh digunakan dalam perhitungan total removal dengan rumus, Total Removal = 100% - (Kekeruhan tKekeruhan awal) × 100%, sehingga diperoleh nilai seperti pada tabel 4.17 berikut.

Tabel 1.18 Prosentase Total Removal (%)
Kran
Waktu (menit)

10
20
30
40
50
60
5
27.24
78.72
82.53
84.56
85.61
86.90
4
62.98
79.58
83.58
85.12
85.36
89.65
3
64.15
82.96
83.52
84.26
86.84
89.67
2
73.12
74.91
78.29
83.09
88.44
88.68
1
73.37
77.12
81.61
83.15
87.95
88.13

Perhitungan
65%70%75%80%85%

65%
70%
75%
80%
85%

RT = RB +H1H (RC – RB) +H2H (RD – RC) +H3H (RE– RD) +H4H (RD – RC) +H5H (RE– RD)
R9 = 65 +90250 (70 – 65) +20250 (75 – 70) +5250 (80 – 75) +2250 (85 – 80) = 67.3 %
R14 = 70 +75250 (75 – 70) +10250 (80 – 75) +4250 (85 – 80) = 71.8 %
R19 = 75 +20250 (80 – 75) +4250 (85 – 80) = 75.5 %
R26 = 80 +6250 (85 – 80) = 80.12%

Gambar 1.3 Plot Hubungan %RT dan Waktu

Untuk mendapatkan 75% pengendapan dibutuhkan waktu 18.2 menit (lihat kurva di atas). Perhitungan surface loading, SL = H/t, dengan H adalah tingi kolom dan t adalah waktu yang dipilih, sehingga diperoleh data seperti tabel berikut.

Tabel 1.19 Nilai Surface Loading dan %RT
t menit
Rt %
Surface Loading (m3/hari-m2)
9
67.3
448.00
14
71.8
288.00
19
75.5
212.21
26
80.12
155.08

Surface loading yang diperlukan untuk menghasilkan pengendapan 70% adalah 340 m3/m2-hari.

Berdasarkan pengolahan data dari hasil percobaan diperoleh:
td = 25 menit
Vo = 340 m3/m2-hari
Untuk desain, nilai hasil percobaan dikalikan dengan faktor scale up.
td = 25 menit × 1.75 = 43.7 menit
Vo = 340 m3/m2-hari × 0.65 = 221 m3/m2-hari

Berdasarkan nilai kecepatan pengendapan (Vo) yang diperoleh, maka dapat ditentukan luas permukaan bak.
As = Q/Vo
= (2649.452 m3/hari)/210 m3/m2-hari
= 25.02 m2
Bak berbentuk persegi, maka panjang sisi-sisinya adalah 13.2 m
Kedalaman bak = V/A = td.Q/A
= (43.7menit×1 hari/1440 menit × 2649.452 m3/hari)/ 25.02 m2
= 3.21 m

4.2.7 Unit Filtrasi
Perencanaan unit filtrasi di Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur dapat dijabarkan sebagai berikut:

Tabel 1.16 Kriteria Desain Unit Filtrasi
Uraian
Nilai
Satuan
Kecepatan Filtrasi (Vf)
8-12
m/jam
Tebal media pasir (Lp)
60-80
Cm
Tebal media kerikil (Lk)
10-30
Cm
Waktu backwash (tbw)
5-15
Menit
Tinggi air diatas media (ha)
0,9-1,2
M
Diameter media (Фm)
0,6-1,2
mm
Ekspansi backwash
30-50
%
A orifice (Aor):A
(0,0015-0,005):1
-
A lateral (Al):Aor
(2-4):1
-
A manifold (Am):Al
(1,5-3):1
-
Jarak orifice (Wor)
6-20
Cm
Porositas
0,36-0,45

Diameter orifice (Фo)
0,6-2
Cm
Kecepatan backwash (Vbw)
15-25
m/jam
Surface Loading
7-12
m/jam

Desain perancangan:
Kriteria Perencanaan
Q = 0,01599 m3/detik
Kecepatan filtrasi, Vf = 10 m/jam = 2,5 x 10-3 m/detik
Diameter pasir, Dp = 0,8 mm = 0,0008 m
Temperatur air baku, T = 290 C
Viskositas kinematis, v = 0,8214 x 10-6 m2/detik
Densitas, ρ = 0,99654 gr/cm3 = 995,97 kg/m3
Viskositas dinamis, = 0,8181 x 10-3 kg/m.detik
Laju filtrasi secara umum = 1,35 L/detik per m2 – 6,77 L/detik per m2
Unit Filter Run Volume (UFRV) = 203225,8 L/m2 – 4064516,13 L/m3
Tinggi media filter total = 80 cm
Kecepatan backwash, Vbw = 20 m/jam
Diameter orifice, Фo = 1.5 cm
Diameter lateral = 1.25 inchi = 3.175 cm
Jarak tepi orifice, (Wor) = 17 cm = 0.17 m

Jumlah bak saringan (n)
n = 12 . (Q)0,5
= 12 . (0,01599)0,5
= 2 buah, ditambah 1 bak cadangan menjadi 3 buah

Debit pada filter
Qf = 1n . Q
Qf = 12 . 0,01599 m3/det
Qf = 0,007955 m3/detik = 28,63755 m3/jam/filter = 7,955 L/det

Luas permukaan filter (A)
A = QVf
A = 28,63755 m3/jam10 m/jam
A = 2,863755 m2

5. Dimensi Filter
A = πr2
2,86375 m2 = (227) × r2
r = 2,86375 m2227
r = 0.956 m
d = 1,912 m

Pada unit filtrasi direncanakan tinggi media 80 cm, ketinggian ruang backwash 30 cm dan tinggi permukaan di atas media setinggi 60 cm sehingga total tinggi unit sebesar 1.7 m.

Jumlah media pasir yang dibutuhkan pada unit filtrasi:
V = πr2t
= (227) × (1.912 m)2 × 0.8 m
= 9.18 m3

Kebutuhan pasir silika, (berat jenis = 2600 kg/m3):
Kebutuhan pasir silika = 9.18 m3 × 2600 kg/m3
= 23868 kg

Jumlah kebutuhan pasir silika total = 23868 kg × 5
= 119340 kg

6. Laju Filtrasi
Laju Filtrasi = Laju Aliran Luas permukaan filter
= 7,955 L/det2,863 m2
= 2.7778 L/detik per m2
7. Unit Filter Run Volume (UFRV) = Total volume filterLuas permukaan filter
= Q × tdA
= 7,955 L/detik × 24 jam × 3600 detik/jam2,863 m2
= 240067 L/m2

8. Debit Backwash
Qbw = Vbw × A
= 20 m/jam × 2.863 m2
= 57.26 m3/jam = 15,90 L/detik

9. Laju Backwash
Laju Backwash = Debit Backwash Luas permukaan filter
= 7,955 L/detik 2,863 m2
= 2.778 L/detik per m2

10. Volume Kebutuhan Air Untuk Backwash
Volume air backwash = Qbw × tbw
= 7,955 L/s × 10 menit × 60 detik/menit
= 4773 L

11. Volume unit backwash
Volume unit backwash = Volume air backwashLuas permukaan filter
= 4773 L2,863 m2
= 1667,13 L/m2

12. Efisiensi Filter
E = ReRo
= Unit filter Run Volume – Volume unit backwashUnit filter Run Volume × 100%
= 240067 L/m2 – 1667,13 L/m2240067 L/m2 × 100%
= 0.9930 = 99,3 %

13. Sistem Pengumpul Filtrat
A orifice total : A media = 0.0015 : 1
A orifice = 2,863 m2 × 0.0015
= 0,0042945 m2 = 42.94 cm2

A orifice = 14πD2
= 14 ×227×1.5 cm2
= 1.77 cm2

Jumlah orifice, n = A orifice totalA orifice
= 42.94 cm21.77 cm2
= 24.25 25 buah

A lateral total : A orifice total = 2:1
A lateral total = 2 × 42.94 cm2
= 85.88 cm2
A lateral = 14πD2
= 14 ×227×3.175 cm2
= 7.9 cm2
Jumlah lateral = A lateral totalA lateral
= 85.88 cm27.9 cm2
= 10.87 11 buah

Jumlah lateral per sisi manifold = Jumlah lateral2
= 242
= 12 buah

A manifold : A lateral total = 1.5 : 1
A manifold = 1.5 × 85.88 cm2
= 128.82 cm2

A manifold = 14πD2
D manifold = 4 × A manifoldπ
= 4 × 128.82 cm2(22/7)
= 12.81 cm

Jumlah orifice per lateral = Jumlah orificeJumlah lateral
= 2511
= 2.27 3 buah

P lateral = L bak – D manifold2
= 1.91 m – 0.128 m2
= 0.891 m

Jarak orifice = P manifold – (n lateral per sisi manifold × D lateral) + (2 × Wor)n orifice per lateral
= 1.91 m – (12 × 0,03175 m) + (2 × 0.19)2
= 0.9545 m

Jarak lateral = P manifold – (n lateral per sisi manifold × D lateral) + (2 × Wl)n lateral per sisi manifold
= 1.91 m – (12 × 0.03175 m) + (2 × 0,05 m)12
= 0.13575 m

14. Sistem Inlet
Kecepatan dalam saluran pipa inlet = 0.5 m/detik
Debit tiap saluran, Qi = 0,01599 m3/detik2
= 0.00799 m3/detik

A = QV
= 0.00799 m3/detik0.5 m/detik
= 0,01599 m2

A = 14πD2
0,01599 m2 = 14 ×227 × D2
D = 4 × 0,01599 m2(227)
= 0.142 m

Pembahasan
Prasedimentasi berfungsi sebagai tempat air baku yang turbiditasnya tinggi dalam bak penampungan untuk mengendapkan partikel-partikel diskrit, seperti pasir dll. Sedangkan sedimentasi merupakan pemisahan solid-liquid menggunakan pengendapan secara gravitasi untuk menyisihkan suspended solid. Pada umumnya, sedimentasi digunakan pada pengolahan air minum, pengolahan air limbah, dan pada pengolahan air limbah lanjutan.

Koagulasi merupakan proses destabilisasi muatan partikel koloid, suspended solid
halus dengan penambahan koagulan disertai dengan pengadukan cepat untuk mendispersikan bahan kimia secara merata. Dalam suatu suspensi, koloid tidak mengendap (bersifat stabil) dan terpelihara dalam keadaan terdispersi, karena mempunyai gaya elektrostatis yang diperolehnya dari ionisasi bagian permukaan serta adsorpsi ion-ion dari laritan sekitar.

Flokulasi dalam pengolahan air bertujuan untuk mempercepat proses penggabungan flok-flok yang telah dibibitkan pada proses koagulasi. Partikel-partikel yang telah distabilkan selanjutnya saling bertumbukan serta melakukan proses tarik-menarik dan membentuk flok yang ukurannya makin lama makin besar serta mudah mengendap. Gradien kecepatan merupakan faktor penting dalam desain bak flokulasi. Jika nilai gradien terlalu besar maka gaya geser yang timbul akan mencegah pembentukan flok, sebaliknya jika nilai gradien terlalu rendah/tidak memadai maka proses penggabungan antar partikulat tidak akan terjadi dan flok besar serta mudah mengendap akan sulit dihasilkan. Untuk itu nilai gradien kecepatan proses flokulasi dianjurkan berkisar antara 90/detik hingga 30/detik. Untuk mendapatkan flok yang besar dan mudah mengendap maka bak flokulasi dibagi atas tiga kompartemen, dimana pada kompertemen pertama terjadi proses pendewasaan flok, pada kompartemen kedua terjadi proses penggabungan flok, dan pada kompartemen ketiga terjadi pemadatan flok.

BAB V
PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan analisis kebutuhan air bersih masyarakat Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur, kebutuhan domestik diperoleh sebesar 8.24 L/detik; kebutuhan non domestik 4.0625 L/detik, kebutuhan air IPA 1.23025 L/detik dan asumsi kebocoran pada jaringan sebesar 2.4605 L/detik. Jadi, kebutuhan air bersih total adalah 15.99325 L/detik.
Sistem Pengolahan Air yang direncanakan untuk kebutuhan air bersih masyarakat Kecamatan Karangan Kabupaten Kutai Timur adalah sistem pengolahan lengkap yang terdiri dari intake, sedimentasi I, koagulasi, flokulasi, sedimentasi II, dan filtrasi yang didesain sesuai kriteria perencanaan pada Revisi SNI 19-6774-2002.

5.2 Saran
Sebaiknya perencanaan sistem pengolahan air bersih disusun dengan mengasumsikan kebutuhan tambahan untuk menghindari kesulitan pada sumber air sebagai bahan baku IPA.

DAFTAR PUSTAKA

Al-Layla, M.A., S. Ahmad, S.J. Middle Brooks. 1977. Water Supply Engineering Design 2nd Edition. Ann Arbor Science. Michigan: USA

Fair, Geyer, Yc Okun DA. 1971. Water and Wastewater Engineering, Vol II. John Willey and Sons

Reynold & Richards. 1995. Unit Operations and Processes in Environmental Engineering Second Editions. ITP : USA

Qasim,Syed R,dkk. 2000. Water Works Engineering, Planning,Design, and Operation. Prentice Hall PTR: USA

laporan tugas besar PBAM

Recommend Documents