PBPAM FajriHarish+pembatas

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum

Tugas Laporan Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum

Fajri Harish L2J009008


BAB IV ANALISIS KUALITAS AIR BAKU 4.1 SUMBER AIR BAKU Kapasitas air baku yang akan diambil adalah sebesar 950 liter/detik. Untuk menentukan apakah suatu badan air sesuai untuk dijadikan sumber air baku, perlu dilakukan analisis terhadap kualitas, kuantitas dan kontinuitasnya. Peraturan tentang kualitas air minum yang digunakan untuk menganilisis air baku pada sungai dengan kekeruhan sedang sampai tinggi dilakukan dengan membandingkan data dengan -

:

PP No 82 tahun 2001 tentang pengelolaan kualitas air dan pengendalian pencemaran air untuk Kelas I yaitu untuk parameter kualitas air baku dan air minum.

-

Peraturan Menkes RI No 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan air minum

-

Tujuan dari perbandingan tersebut adalah untuk melihat dan menentukan :

-

Parameter-parameter yang perlu dipertimbangkan dari data kualitas air baku

-

Tingkat penurunan dari parameter-parameter tersebut Tujuan analisa kualitas air baku diatas selanjutnya digunakan untuk menentukan desain

pengolahan yang akan digunakan dan dimensi dari pengolahan tersebut.

4.2 KUALITAS AIR BAKU Dalam merencanakan suatu instalasi bangunan pengolahan air minum dibutuhkan data karakteristik air baku yang akan diolah menjadi air produksi, sehingga dapat ditentukan parameterparameter yang harus direduksi agar memenuhi baku mutu air minum dan aman untuk dikonsumsi masyarakat


Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum Tabel 4.0 Perbandingan antara Parameter dan Standar-standar dalam Regulasi yang Ada

No Parameter

Satuan

Kualitas Air Baku

PP no Kepmenkes 82/2001 no 492/2010

Keterangan

1

TSS

mg/L

675

50

5

TMP

2

BOD

mg/L

78

2

-

TMP

3

COD

mg/L

67

10

-

TMP

5

Cl 2

0,95

1

0,25

MP

6

Mn

0,5

1

0,4

MP

Keterangan:

*MP

= Memerlukan Pengolahan

*TMP = Tidak Memerlukan Pengolahan Tabel 4.1 Data Kualitas Air Baku Standar Parameter

Konsentrasi

Kategori (PP 82 th 2001)

Kebutuhan

Penyisihan

(η)

TSS

675 mg/L

50 mg/L

melebihi standar

(613-50)/613 = 91,84%

BOD

78 mg/L

2 mg/L

melebihi standar

(94-2)/94 = 97,87 %

COD

67 mg/L

10 mg/L

melebihi standar

(84-10)/84 = 88,09 %

Cl2

0,95 mg/L

1 mg /L

sesuai standar

Mn

0,5 mg/L

1 mg/L

sesuai standar

-

Analisa penentuan alternatif unit operasi dan proses tersebut dipengaruhi oleh aspek teknis dan efisiensi bangunan pengolahan air minum yang dibuat.

Tabel 4.2 Efisiensi Pengolahan Air Minum


Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum Efisiensi Removal Unit Pengolahan TSS

BOD

COD

Bar Screen

5 – 20 %

-

-

Prasedimentasi

40 – 75 %

25 – 40 %

-

Aerasi

-

65 – 75 %

65 – 75 %

Koagulasi-Flokulasi

> 50

60 – 70 %

60 – 70 %

Sedimentasi

40 – 75 %

10 – 30 %

10 – 30 %

Filtrasi

> 50 %

25 – 50 %

25 – 50 %

Klorinasi

> 50 %

-

-

Sludge Treatment

-

-

-

Sumber : Degreemont, 1991dan Metcalf Eddy, 2004 Tabel 4.3 Perbandingan Alternatif Unit Pengolahan Air Minum


Alternatif 1

Alternatif 2

Alternatif 3

Prasedimentasi

Aerasi

Pra sedimentasi Aerasi

Koagulasi

Koagulasi

Koagulasi

Flokulasi

Flokulasi

Flokulasi

Sedimentasi

Sedimentasi

Sedimentasi

Filtrasi

Filtrasi

Filtrasi

Desinfeksi

Desinfeksi

Desinfeksi

Reservoir

Reservoir

Reservoir


Tabel 4.4 Persentase Penyisihan Berdasarkan Standar Baku Mutu dan Kualitas Air Baku

Parameter

Kualitas Air Baku

Baku Mutu

% Penyisihan

TSS

675

50

(675-50)/675 = 92,59%

BOD

78

2

(78-2)/ 78= 97,43%

COD

67

10

(67-10)/67 = 85,07%

4.3. PERHITUNGAN EFISIENSI REMOVAL

Tabel 4.5 Perhitungan Efisiensi Removal pada Alternatif 1 Unit Pengolahan Bar Screen

Perhitungan Efisiensi Removal 

TSS Konsentrasi TSS 675 mg/L x 20% = 135 mg/L TSS tersisa = 675 mg/L – 135 mg/L = 540 mg/L

prasedimentasi




KoagulasiFlokulasi



BOD Konsentrasi BOD 78 mg/L x 40 % = 31,2 mg/L BOD tersisa 78 mg/L – 31,2 mg/L = 46,8 mg/L TSS Konsentrasi TSS 135 mg/L x 80 % = 108 mg/L TSS tersisa = 135 mg/L – 108 mg/L = 27 mg/L




BOD Konsentrasi BOD 46,8 mg/L x 70 % = 32,76 mg/L


BOD tersisa 46,8 mg/L – 32,76 mg/L = 14,02 mg/L   

COD Konsentrasi COD 67 mg/L x 70% = 46,9 mg/L COD tersisa = 67 mg/L – 46,9 mg/L = 20,1 mg/L

Sedimentasi



TSS Konsentrasi TSS 27 mg/L x 70% = 18,9 mg/L TSS tersisa =27 mg/L – 18,9 mg/L = 8,1 mg/L



BOD Konsentrasi BOD 14,02 mg/L x 30 % = 4,026 mg/L BOD tersisa 14,02 mg/L – 4,026 mg/L = 9,994 mg/L



COD Konsentrasi COD 20,1 mg/L x 30% = 6,03 mg/L COD tersisa = 20,1 mg/L – 6,03 mg/L = 14,07 mg/L

Filtrasi



TSS Konsentrasi TSS 8,1 mg/L x 70% = 2,43 mg/L TSS tersisa = 8,1 mg/L – 2,43 mg/L = 5,67 mg/L



BOD Konsentrasi BOD 9,994 mg/L x 50 % = 4,997 mg/L BOD tersisa 9,994 mg/L – 4,997 mg/L = 4,997 mg/L




Desinfeksi




Reservoir

Kandungan TSS dalam air yang telah diolah: 


TSS = 1,215 mg/L

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum  

BOD = 4,997 mg/L COD = 7,035 mg/L

Tabel 4.6 Perhitungan Efisiensi Removal pada Alternatif 2 Unit Pengolahan Bar Screen

Perhitungan Efisiensi Removal 


Aerasi



BOD Konsentrasi BOD 78 mg/L x 75% = 58,5 mg/L BOD tersisa = 78 mg/L – 58,5 mg/L = 19,5 mg/L




KoagulasiFlokulasi






BOD Konsentrasi BOD 19,5 mg/L x 70% = 13,65 mg/L BOD tersisa = 19,5 mg/L – 13,65 mg/L = 5,85 mg/L



COD Konsentrasi COD 16,75 mg/L x 70% =11,725 mg/L COD tersisa = 16,75 mg/L – 11,725 mg/L = 6,3 mg/L

Sedimentasi 

TSS Konsentrasi TSS 108 mg/L x 70% = 75,6 mg/L TSS tersisa = 108 mg/L – 75,6 mg/L = 32,4 mg/L




BOD Konsentrasi BOD 5,85 mg/L x 30% = 1,755 mg/L

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum BOD tersisa = 5,85 mg/L – 1,755 mg/L = 4,095 mg/L



COD Konsentrasi COD 6,3 mg/L x 30% = 1,89 mg/L COD tersisa = 6,3 mg/L – 1,89 mg/L = 4,41mg/L

Filtrasi






BOD Konsentrasi BOD 4,095 mg/L x 50% = 2,0475 mg/L BOD tersisa =4,095 mg/L – 2,0475 mg/L = 2,0475 mg/L



COD Konsentrasi COD 4,41 mg/L x 50% = 2,205mg/L COD tersisa = 4,41 mg/L – 2,205 mg/L = 2,205 mg/L

Desinfeksi



TSS Konsentrasi TSS 9,72 mg/L x 80% = 7,776 mg/L TSS tersisa = 9,72 mg/L – 7,776 mg/L =1,944 mg/L

Reservoir

Kandungan TSS dalam air yang telah diolah:   


TSS = 1,944 mg/L BOD = 2,0475 mg/L COD = 2,205 mg/L


Tabel 4.7 Perhitungan Efisiensi Removal pada Alternatif 3 Unit Pengolahan

Perhitungan Efisiensi Removal

Bar Screen 


prasedimentasi  TSS Konsentrasi TSS 540 mg/L x 75% = 405 mg/L TSS tersisa = 540 mg/L – 405 mg/L = 135 mg/L 

BOD Konsentrasi BOD 78 mg/L x 40 % = 31,2 mg/L BOD tersisa 78 mg/L – 31,2 mg/L = 46,8 mg/L

Aerasi







Koagulasi-  Flokulasi

TSS Konsentrasi TSS 135 mg/L x 80 % = 108 mg/L TSS tersisa = 135 mg/L – 108 mg/L = 27 mg/L





Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum 


Sedimentasi 

TSS Konsentrasi TSS 27 mg/L x 70% = 18,9 mg/L TSS tersisa =27 mg/L – 18,9 mg/L = 8,1 mg/L







Filtrasi










Desinfeksi




Reservoir

Kandungan TSS dalam air yang telah diolah:   


TSS = 1, 215 mg/L BOD = 1,2285 mg/L COD = 1,7585 mg/L


ALTERNATIF UNIT PENGOLAHAN BPAM Berdasarkan hasil pengolahan dan analisis data yang memuat karakteristik air baku, maka alternatif pengolahan yang akan direncanakan adalah : Alternatif 1

AIR BAKU

INTAKE

BAR SCREEN

PRASEDIMENTASI PEMBUBUHAN TAWAS

KOAGULASI

(Al2(SO4)3.18H20) FLOKULASI

SEDIMENTASI FILTRASI

TANGKI PEMBUBUH KLOR

DESINFEKSI

RESERVOIR

Gambar 4.1 Bagan Alir Alternatif Pengolahan 1



Alternatif 1 lebih ditekankan untuk menurunkan kekeruhan yang terjadi karena adanya kandungan zat organik, sehingga unit utama yang dipakai adalah prasedimentasi, koagulasi-flokulasi, sedimentasi, dan filtrasi. Pada alternatif ini ada beberapa unit utama yang digunakan yaitu koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi yang berguna untuk menurunkan tingkat kekeruhan pada air baku yang tinggi. Keuntungan dalam menggunakan alternatif ini antara lain adalah terjadinya proses penurunan tingkat kekeruhan yang sangat baik karena proses koagulasi dengan penambahan koagulan ini akan membantu dalam penurunan kekeruhan. Dengan alternatif ini kinerja masing-masing unit tidak terlampau berat, karena proses penurunan parameter dilakukan bertahap dibeberapa unit. Pada alternatif ini proses air baku yang berasal dari sungai masuk menuju ke intake yang dilengkapi dengan screening dan grit chamber yang tujuannya untuk menghilangkan sampah-sampah yang berdiameter besar dan juga pasir yang dapat merusak unit pengolahan berikutnya. Setelah itu air menuju ke unit prasedimentasi dengan tujuan untuk menghilangkan kekeruhan 60 % dengan cara pengendapan secara gravitasi, kemudian masuk ke unit koagulasi-flokulasi untuk menyisihkan kekeruhan, BOD, COD dan zat organik yang masing-masing parameter memiliki efisiensi removal kekeruhan 70%, BOD 60% dan COD 70%. Dalam koagulasi ini terjadi destabilisasi koloid sehingga membentuk mikroflok. Dari unit koagulasi air menuju ke unit flokulasi yang bertujuan sama seperti dengan unit koagulasi yaitu menyisihkan warna, kekeruhan, COD, BOD dan zat organik dengan efisiensi removal yang sama. Flokulasi merupakan cara merubah mikroflok menjadi makroflokmakroflok melalui pengadukan. Lalu masuk ke unit sedimentasi yang berfungsi untuk menyisihkan warna dengan metode yang dilakukan adalah dengan pengendapan secara gravitasi dengan efisiensi removal kekeruhan 60%, BOD 30% dan COD 30%. Setelah melewati unit sedimentasi barulah menuju ke unit filtrasi untuk menyisihkan warna, kekeruhan, COD, BOD dan zat organik dengan efisiensi removal kekeruhan 60%, BOD 40% dan COD 50%. Penyaringan ini dilakukan untuk menyaring flok-flok yang belum disisihkan. Penyaringan dilakukan dengan menggunakan saringan pasir cepat. Air baku tersebut kemudian menuju ke desinfeksi untuk mengurangi kadar kekeruhan dengan efiensi penyisihan sebesar 55%. Zat yang digunakan dalam desinfeksi adalah klor, karena lebih kuat dalam menyingkirkan mikroorganisme dibandingkan zat lain. Barulah air di netralisasi dengan pembubuhan kapur bila pH nya belum netral atau normal yaitu sekitar 79 setelah itu ditampung dalam reservoir untuk didistribusikan kepada pelanggan



Alternatif 2 AIR BAKU

INTAKE BAR SCREEN

AERASI PEMBUBUHAN TAWAS

KOAGULASI

(Al2(SO4)3.18H20) FLOKULASI

SEDIMENTASI

FILTRASI


DESINFEKSI

RESERVOIR

Gambar 4.1 Bagan Alir Alternatif Pengolahan 2 Dalam alternatif ini yang membedakan dengan alternatif 1 adalah adanya proses aerasi pada proses pretreatment, sedangkan unit-unit yang lain sama. Pada alternatif ini air baku yang berasal dari sungai masuk menuju ke intake kemudian melewati screening dan grit chamber yang tujuannya untuk


Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum menghilangkan sampah-sampah yang berdiameter besar dan juga pasir yang dapat merusak unit pengolahan berikutnya. Setelah itu air menuju ke unit aerasi yang berfungsi untuk menyisihkan besi dengan kemampuan menyisihkan kadar BOD sebesar 65 % dan COD sebesar 70%. Adanya penambahan O2 pada besi Fe+2 sehingga teroksidasi menjadi ion komplek baru dengan valensi yang lebih tinggi. Dari aerasi, air kemudian masuk ke unit koagulasi, flokulasi, sedimentasi, filtrasi dan desinfeksi seperti pada alternative pertama dengan proses dan efisiensi removal yang sama. Kelebihan alternatif ini adalah air yang dihasilkan cukup baik mengingat pengolahannya yang lengkap yaitu dengan penambahan proses aerasi dalam pengolahan air dapat mengurangi kadar BOD dan COD dibawah baku mutu yaitu kisaran kandungan BOD sebesar 0,5 mg/l dan COD 1 mg/l , selain itu untuk kekeruhan telah memenuhi standar . Selain itu juga kerja dari masing-masing unit tidak terlampau berat, sehingga memperkecil nilai kerusakan operasi dan pemeliharaannya. Kekurangan alternatif ini karena merupakan unit instalasi BPAM yang kompleks sehingga memebutuhkan biaya yang mahal dan lahan yang harus memadai untuk proses pembangunannya.



Alternative 3 AIR BAKU

INTAKE BAR SCREEN

PRASEDIMENTASI

AERASI

KOAGULASI

PEMBUBUHAN TAWAS (Al2(SO4)3.18H20)

FLOKULASI

SEDIMENTASI

FILTRASI

DESINFEKSI

RESERVOIR



Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum Gambar 4.1 Bagan Alir Alternatif Pengolahan 3 Dalam alternatif ini yang membedakan dengan alternatif 1 dan 2 adalah adanya proses prasedimentasi dan aerasi pada proses pretreatment. Pada alternatif ini proses air baku yang berasal dari sungai masuk menuju ke intake kemudian di screening dan grit chamber tujuannya untuk menghilangkan sampah-sampah yang berdiameter besar dan juga pasir yang dapat merusak unit pengolahan berikutnya. Setelah itu air menuju ke unit prasedimentasi dengan tujuan untuk menghilangkan kekeruhan 60 % dengan cara pengendapan secara gravitasi, kemudian masuk ke unit koagulasi-flokulasi untuk menyisihkan kekeruhan, BOD, COD dan zat organik yang masing-masing parameter memiliki efisiensi removal kekeruhan 70%, BOD 60% dan COD 70%. Setelah itu air menuju ke unit aerasi yang berfungsi untuk menyisihkan besi dengan kemampuan menyisihkan kadar BOD sebesar 65 % dan COD sebesar 70%. Adanya penambahan O2 pada besi Fe+2 sehingga teroksidasi menjadi ion komplek baru dengan valensi yang lebih tinggi. Kelebihan alternatif ini adalah air yang dihasilkan cukup baik mengingat pengolahannya yang lengkap yaitu dengan penambahan proses prasedimentasi dan aerasi. Selain itu juga kerja dari masingmasing unit tidak terlampau berat, sehingga memperkecil nilai kerusakan operasi dan pemeliharaannya. Kekurangan alternatif ini karena merupakan unit instalasi BPAM yang kompleks sehingga memebutuhkan biaya yang mahal dan lahan yang haurs memadai untuk proses pembangunannya. Selain itu kadar BOD dan COD masih melebihi baku mutu standar air minum dalam perhitungan efisiensi removal.

4.4 PEMILIHAN ALTERNATIF PENGOLAHAN Kualitas air sumber dan air akhir menjadi dasar pemilihan dari alternatif proses pengolahan. Semua pertimbangan dibawah ini mempengaruhi pemilihan skema proses pengolahan dan desain fasilitas : Biaya efektif sistem, bak dalam terminologi model maupun biaya operasi dan pemeliharaan (O & P)mencakup keperluan non lokasi (contohnya pipa dan fasilitas penyimpanan 1. Reabilitas sistem secara keseluruhan 2. Fleksibilitas dan kesederhanaan sistem 3. Kemampuan untuk memenuhi tinjauan kualitas air minum 4. Kemampuan adaptif proses, baik perubahan bersifat musiman atau jangka panjang pada kualitas air baku


Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum 5. Kapasitas proses untuk ditingkatkan kemampuannya dimana kualitas air dan atau peraturan air minum diubah 6. Kapabilitas proses untuk memenuhi puncak hidrolis penyimpangan kualitas (kapasitas baik) 7. Ketersediaan personel operasional dan pemeliharaan yang berkualitas 8. Ketersediaaan item perlengkapan utama 9. Servis setelah instalasi dan pengiriman bahan kimia 10. Kemudahan pelaksanaan

Berdasarkan penjelasan yang benar-benar matang yang paling baik digunakan adalah alternatif 3 karena secara teknis hasil yang diperoleh (kualitas air minum) sama dengan alternatif-alternatif lainnya, yakni mampu menghilangkan kandungan kekeruhan, warna, dan juga dapat mengurangi kandungan TSS, dengan waktu pengolahan yang lebih cepat dan jumlah unit pengolahan yang tidak begitu kompleks. Dalam membangun suatu instalasi pengolahan air minum, kita tidak hanya memperhitungakn jangka pendek tetap juga harus memperhitungkan jangka panjang. Jadi pembangunan instalasi pengolahan air minum ini merupakan investasi untuk masa depan dari suatu daerah. Oleh karena itu dibutuhkan perencanaan yang benar-benar matang mulai dari feasibilty study (studi kelayakan), bench scale dan pilot study, preliminary engineering studies dan perancanaan desain konstruksi yang meliputi desain awal, desain akhir, konstruksi dan pengoperasian awal instalasi (plant start up). Dalam perencanaan juga harus dipertimbangkan segi ekonomi, sosial dan kualits air baku yang akan diolah.






BAB V ANALISIS DAN PERHITUNGAN

5.1

ANALISIS ALTERNATIF PENGOLAHAN Dasar yang digunakan dalam perancangan IPA ini adalah hasil dari analisa yang telah dilakukan sebelumnya. Dari analisa kebutuhan air minum dan kuantitas air baku, diketahui besarnya debit dalam merencanakan bangunan pengolahan air minum yaitu 600 l/dt. Dari analisis air baku, parameter dalam air baku yang tidak sesuai dengan baku mutu pengolahan air minum adalah TSS, BOD, dan COD. Untuk mengolah air baku dengan parameter-parameter tersebut dirancang suatu instalasi pengolahan air yang terdiri dari unit-unit : 1. Intake (Bar Screen) 2. Aerasi 3. Koagulasi 4. Flokulasi 5. Sedimentasi 6. Filtrasi 7. Desinfeksi Alternatif pengolahan yang digunakan adalah alternatif tiga karena : Kelebihan – kelebihan yang didapat dari alternatif ini :


Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum 1. Adanya penghematan biaya produksi pada pengolahan zat organic dimana fungsi penghilangan zat organic telah dilakukan pada proses koagulasi. 2. Keuntungan pada unit koagulasi dan flokulasi menggunakan peralatan mekanis sehingga lahan yang dibutuhkan tidak terlalu banyak. 3. Air hasil pengolahan cukup baik Kekurangan alternatif ini adalah : 1. Berkurangnya fungsi karbon aktif karena ikut mengendap saat proses koagulasi akibat koagulan dan tersisihkan bersama zat organic. 2. Dibutuhkan peralatan mekanis dan daya listrik yang besar sehingga akan menambah

biaya

pengolahan

selain

itu

memerlukan

operator

untuk

menggerakkan peralatan mekanis.

5.2

PERHITUNGAN DESAIN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM 1.

Intake Intake merupakan bangunan yang digunakan untuk menyadap air dari sumber untuk keperluan pengolahan. Intake pada desain ini merupakan intake sungai. Bangunan intake dilengkapi dengan : 1. Bar screen 2. Saluran pembawa 3. Bak pengumpul yang dilengkapi dengan pompa

a) Perhitungan Screen Direncanakan bar screen berfungsi menyisihkan benda-benda kasar yang terapung sehingga tidak mengganggu kerja pompa dan operasi unit pengolahan selanjutnya. Asumsi-asumsi yang digunakan : 1.

Ketinggian muka air bangunan sadap pada saluran pembawa sama dengan muka air sungai.

2.

Elevasi muka air maksimum (HWL)

3.

Elevasi muka air minimum (LWL)

= + 1,5 m (dpl)

4.

Elevasi muka air rata-rata (AWL)

= + 3 m (dpl)

5.

Elevasi lokasi pengolahan air adalah

6.

Elevasi dasar sungai

Perencanaan Bar Screening Fajri Harish L2J009008

= + 3,5 m (dpl)

= + 7 m (dpl) = + 0 m (dpl)

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum = 0,6 m3/dt

Debit air baku

Tinggi muka air di screen = 1,5m Lebar kisi (w)

= 10 mm = 0,01 m = 50 mm = 0,05 m (Kriteria ≥ 25 mm; Metcalf & Eddy, 1981 hal

Jarak kisi (b)

182) Kemiringan kisi (θ)

= 60° (Kriteria 30° - 80°; Metcalf & Eddy, 1981)

Kecepatan

= < 0,6 m/s (Kawamura, 1991)

Tebal Bar Screen

= 1,5 (1,25 – 2 ; Kawamura, 1991)

Koefisien batang screen (β)= 1,67 Bentuk kisi

Faktor bentuk

Persegi panjang dengan sudut tajam

2.42

Persegi panjang dengan pembulatan di depan

1.83

Persegi panjang dengan pembulatan di depan dan belakang

1.67

Lingkaran

1.79

Perhitungan : 

Jumlah kisi Jika jarak antar kisi 3 cm maka kisi yang diperlukan : n= –1=



- 1 = 40 buah

Lebar saluran L = (n+1) b + (n . w) = (40+1) 0,03 + (40 . 0,01) = 1,63 m



Lebar efektif lubang Lef

= (n+1) b = (40+1)0,03 = 1,23 m



Tinggi efektif lubang Tinggi efektif lubang jika kemiringan screen 60º Hef

= H / sin 60 = 1,5 m /sin 60º = 1,73 m



Luas efektif Aef

= Lef x Hef = 1,63 m x 1,73 m = 2,82 m2



Kecepatan aliran saat melewati kisi

V

Q 0,6m 3 / dt   0,21m / dt Aef 2,82m 2

( memenuhi kriteria desain < 0,6 m/dtk ) 

Head velocity pada kisi

V2 0,212 Hv    2,2 x10 3 m 2 g 2 x9,81 

Headloss ( Kehilangan Tinggi ) saat melewati batang screen 4

 w 3 H L   sin 60 0   Hv b 4 3

4 3

 0,01   w V H L   sin 60 0    1,67 x0,87  x4,1x10 3  b  2g  0,05  2

= 0,697 x 10 -3 m Tinggi muka air setelah melewati kisi = H - HL = 1,5 – 0,697 x10-3 =1,499 m

b) Saluran Pembawa Air Baku Kriteria desain ( Droste, Ronald R, 1997 ) : Kecepatan aliran minimum (v) Kecepatan aliran maksimum Fajri Harish L2J009008

= 0,3 m/dt

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum - Beton

= 3 m/dt

- PVC, Baja, Besi

= 6 m/dt

Perencanaan ( Asumsi ) : Faktor bentuk

= 1,67

Debit air

= 600 lt/dtk = 0,6 m3/dtk

Koefisien Manning Beton (n)

= 0,015

Asumsi kecepatan sadap saluran intake

= 0,3 m/dt

Kedalaman saluran

= 1,5 m

Panjang saluran

=3m

Tinggi muka air bangunan intake = tinggi muka air sungai = 3 m Perhitungan : Q 0,6m 3 / dt    2m 2 V 0,3m / dt

1.

Across

2.

Lebar Saluran ( L ) = = 2/ 1,5 = 1,3 m

3.

Slope ditentukan dari persamaan Manning S=

=(

Keterangan

) : S = Slope H = Panjang saluran (m) R = Jari-jari hidrolis (m)

Jari-jari hidrolis (R)

= =

H L L  2H 3  1,3 1,3  1,8  3

= 0, 58 m = 0,6m 2/3 2

S = (1,3x 0,015 / (0,6) ) = 7,5. 10-4 4.


inlet

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum = =

1,29 m/s (memenuhi kriteria v – 0,3 m/s - 3m/s)

c) Bak Pengumpul Bak pengumpul berfungsi untuk menampung air dari intake untuk diproses oleh unit pengolahan berikutnya. Bak pengumpul dilengkapi dengan pompa intake dan pengukur debit. Kriteria desain

:

Kedalaman (H)

= 3-5 m

Waktu detensi (td)

= ≥ 1,5 menit (Ishibhasi;1978)

Perencanaan

:

Bentuk bak persegi panjang dengan perbandingan P : L = 2 : 1 Waktu detensi, td =1,5 menit = 90 detik Kedalaman bak , h = 3 m Perhitungan 1.

:

Volume bak ( V ) V = Q x td = 0,6 m3/dtk x 90 dtk = 54 m3

2.

Luas permukaan bak ( A ) A = V/ h = 54 m3/ 3 m = 18 m2

3.

Dimensi bak A = P x L = 2L2 Maka, lebar bak, L 

A 18   3m 2 2

Panjang bak, P = 2L = 2 x 3m = 6 m Free board =15 % dari kedalaman = 15 % x 3 m = 0,45 m Jadi


P

=6m

L

=3m

H

=3m

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum Freeboard

= 0,45 m

d) Perhitungan Pompa Untuk menaikkan air baku ke instalasi pengolahan air minum maka dibutuhkan pompa. 1. Perencanaan Koefisien kekasaran untuk PVC = 130 Digunakan 4 pompa dan 1 pompa cadangan, dimana Q tiap pompa = 120 lt/dtk = 0,12 m3/dtk. Kecepatan air dalam pipa untuk air baku (0,6 - 2) m/dt, diambil 1 m/dt Beda tinggi dari Pompa-Bak Pengumpul =5 m Panjang pipa (L) = 3 m Efisiensi 75 % (Kriteria efisiensi pompa 40 – 90 % dalam Sularso, 2000) 2. Diameter pipa inlet (hisap) atau outlet pada pompa Q = V.A Q = V . (1/4  D2) V = 1 m/dtk (direncanakan)

D

4Q 4 x0,12   0,4m = 40 cm V 3,14x1 Maka  pipa = 40 cm  pipa inlet atau outlet pada pompa

3. Kehilangan Tekanan H mayor 

Q 1.85 xL 0.2785 xCxD 2.63

0,12 1.85  x3m = 0,018 m 0,2785 x130 x0,40 2.63

Hminor Fajri Harish L2J009008

= k x (v2/2g)

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum = 0,3 x (12/2 x 9,81) = 0,0015 m Hf = Hmayor + Hminor = 0,018 + 0,0015 = 0,0195 m

4. Hs

= beda tinggi dari pompa-bak pengumpul =5m

Tabel 5.1 Tekanan Atmosferik Dan Barometrik Air Menurut Ketinggian Ketinggian Kaki (Feet) -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500


Meter -304.8 -152.4 0.0 152.4 304.8 457.2 609.6 762.0 914.4 1066.8 1219.2 1371.6 1524.0 1676.4 1828.8 1981.2 2133.6 2286.0

Tekanan Barometrik Inch Hg 31.0 30.5 29.9 29.4 28.9 28.3 27.8 27.3 26.8 26.3 25.8 25.4 24.9 24.4 24.0 23.5 23.1 22.7

mm Hg 788 775 760 747 734 719 706 694 681 668 655 645 633 620 610 597 587 577

Tekanan Atmosferik Psia 15.2 15.0 14.7 14.4 14.2 13.9 13.7 13.4 13.2 12.9 12.7 12.4 12.2 12.0 11.8 11.5 11.3 11.1

Feet Water 35.2 34.6 33.9 33.3 32.8 32.1 31.5 31.0 30.4 29.8 29.2 28.8 28.2 27.6 27.2 26.7 26.2 25.7

Titik Didih Air 213.8 212.9 212.0 211.1 210.2 209.3 208.4 207.4 206.5 205.6 204.7 203.8 202.9 201.9 201.0 200.1 199.2 198.3

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum 8000 8500 9000 9500 10000 15000

Sumber

2438.4 2590.8 2743.2 2895.6 3048.0 4572.0

22.2 21.8 21.4 21.0 20.6 16.9

564 554 544 533 523 429

10.9 10.7 10.5 10.3 10.1 8.3

25.2 24.7 24.3 23.8 23.4 19.2

197.4 196.5 195.5 194.6 193.7 184.0

:http://mikhamarthen.wordpress.com/2011/01/18/cara-menghitung-net-positivesuction-head-npsh-pompa/

Tabel 5.2 Tekanan Uap Air Temperatur °F 32 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 110 120


°C 0 4.4 7.2 10.0 12.8 15.6 18.3 21.1 23.9 26.7 29.4 32.2 35.0 37.8 43.3 48.9

Specific Grafity 60°F 1.002 1.001 1.001 1.001 1.000 1.000 0.999 0.999 0.998 0.998 0.997 0.996 0.995 0.994 0.992 0.990

Kepadatan

62.42 62.42 62.40 62.38 62.36 62.34 62.31 62.27 62.24 62.19 62.16 62.11 62.06 62.00 61.84 61.73

Tekanan Uap Air (Psi) 0.0885 0.1217 0.1475 0.1781 0.2141 0.2563 0.3056 0.6331 0.4298 0.5069 0.5959 0.6982 0.8153 0.9492 1.2750 1.6920

Tekanan Uap Air (Feet Abs.) 0.204 0.281 0.340 0.411 0.494 0.591 0.706 0.839 0.994 1.172 1.379 1.617 1.890 2.203 2.965 3.943

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum 130 140 150 160 170 180 190 200 212 220 240 260 280 300 320 340 360 380

Sumber

54.4 60.0 65.6 71.1 76.7 82.2 87.8 93.3 100.0 104.4 115.6 126.7 137.8 1148.9 160.0 171.1 182.2 193.3

0.987 0.985 0.982 0.979 0.975 0.972 0.968 0.964 0.959 0.956 0.984 0.939 0.929 0.919 0.909 8.898 0.886 0.874

61.54 61.39 61.20 61.01 60.79 60.57 60.35 60.13 59.81 59.63 59.10 58.51 58.00 57.31 56.66 55.96 55.22 54.47

2.2230 2.8890 3.7180 4.7410 5.9920 7.5100 9.3390 11.5260 14.6960 17.1860 24.9700 35.4300 49.2000 67.0100 89.6600 118.0100 153.0400 195.7700

5.196 6.766 8.735 11.172 14.178 17.825 22.257 27.584 35.353 41.343 60.770 87.050 122.180 168.220 227.550 303.170 398.490 516.750

:http://mikhamarthen.wordpress.com/2011/01/18/cara-menghitung-net-positivesuction-head-npsh-pompa/

5. Hv pada 27oC dilihat pada tabel, dalam oF yaitu 80oF Maka, Hv

= 1,172 ft x 0,3048 m = 0,357 m

6. Ha dengan elevasi pompa 0 m yang dilihat pada pompa, maka: Ha 7. Head pompa

= 33,9 ft x 0,3048 m = 10,333 = Hf + Hs + Hv +Ha = 0,0205 + 5 + 0,357 + 10,333 m = 15,71 m

8. WHP 

Q.Hp . A



Keterangan :

P = daya pompa (kg m/dtk) Q = debit (m3/dt)  = efisiensi pompa, diasumsikan 75 %


Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum = berat jenis air (pada suhu 27oC = 1017,1 kg/m3)

WHP 

0,12 x15,71x1017,1  25,56 kg m/dtk 75

Karena 1 Hp = 75 kg. m/dtk maka daya pompa = 25,56 / 75 = 0,3408 Hp. Daya pompa = 0,3408 Hp = 254,14 watt

BHP = WHP/ = 254,14/0,75 = 338,85 watt

2.

AERASI Karakteristik

masing-masing alat aerasi dapat dilihat pada tabel 5.1. Dengan

membandingkan keempat alat aerasi pada tabel tersebut ditambah dengan keterangan sumber yang sama (Montgomery, 1985; hal 244), maka dipilih aerasi tipe Cascade Towers untuk digunakan dalam perencanaan bangunan pengolahan air minum ini. Alasan pemilihannya karena sistem tersebut dapat menyisihkan gas CO2, zat organik dan senyawa ammonia. Ketiga parameter tesebut

merupakan parameter yang perlu dipertimbangkan

untuk dilakukan pengolahan agar air baku dari sungai dalam dijadikan sebagai air minum. Tabel 5.2 Karakteristik Alat Aerasi

Tipe


Ratarata Transfer O2

Tinggi Hidrolis yang Dibutuhkan m (ft)

Waktu Kontak Udara

Waktu Detensi Hidrolik

Aplikasi

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum Spray

-

1,5-7,6 (5-25)

Cascade

-

0,9 - 3 (3- 10)

1-2 detik

-

0,5 - 1,5 detik

Multipletray Diffused air

-

0,5

Penyisihan CO2, kontrol bau dan rasa, nilai estetik

1,5-3 (5-10)

-

Penyisihan CO2, kontrol bau dan rasa, nilai estetik

0,5-1,5 detik

10-30 menit

10-30 menit

Penyisihan CO2, kontrol bau dan rasa Penyisihan Fe, Mn, CO2, kontrol bau & rasa, manajemen reservoir

Sumber : Montgomery, 1985; hal 510 Bak penampung Kriteria Desain dan Desain Perencanaan -

Waktu tinggal (td) = 3 menit = 180 det

-

Volume (V) = Q x td = 0,6 m3/det x 180 det = 108 m3

-

Maka, panjang = 9 m Lebar = 4 m Tinggi = 3 m

Aerator Kriteria desain : 

Menggunakan Cascade Towers 



Tinggi setiap tahap cascade = 0,5 m ( Droste, Ronald R,1997 )

Menggunakan 10 tahap untuk 1 unit aerator ( Droste, Ronald R,1997 )



Luas yang dibutuhkan : 4 – 9 m2 ( Droste, Ronald R,1997 ) untuk 100 l/detik  diambil 8 m2  (8/100) = 0,08 m2.dtk/l



Debit (Q) = 600 l/s

Perhitungan : Luas cascade : 0,08 m2.detik/l x 600 l/detik = 48 m2

Dimensi cascade Panjang (P) : Lebar (L) = 1 : 1 X =P.L 48 = L . L L=7m

; P=7m

Luas tiap cascade = 7 / 10 = 0,7 m HL cascade = 0,5 . 10 = 5 m Jadi dimensi cascade towers yang dibutuhkan : 1. Panjang

=7m

2. Lebar

=7m

3. Tinggi

=5m

4. Panjang tiap tahap = 0,7 m Tenaga pompa Z2 – Z1 = 8 m p

= 0,15 m

L

=7m

Qk

= 0,12 m3/s

CHW

= 130

Kehilangan tekanan sepanjang pipa 1

HM

1

  0,54   0,54 Q 0,12 =  . L  .7 = 1,85 m   2 , 63 2 , 63   0,2785.C HW .p   0,2785.130.0,15 

Kehilangan tekanan pada fitting Hm = 30% . HM Fajri Harish L2J009008

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum = 0,3 . 1,85 = 0,555 m Kehilangan tekanan total HT = (Z2 – Z1) + HM + Hm = 8 + 1,85 + 0,555 = 10,405 m Tenaga pompa (efisiensi = 75%) P

=

 .Q.Ht  1017,1.x0,12.x12,668 = 20,62 kg.m / s 75

Karena 1 Hp = 75 kg. m/dtk maka daya pompa = 20,62 / 75 = 0,27 Hp Daya pompa = 0,27 Hp = 201,34 watt

3.

KOAGULASI Koagulasi merupakan unit pengadukan cepat di IPA . Koagulasi dilakukan secara

hidrolik memanfaatkan tenaga air dari aerasi terjunan kemudian masuk ke bawah. Alasannya karena efektif untuk instalasi air minum dengan kapasitas 800 l/det. Selain itu proses pencampuran akan lebih sempurna menyebar ke seluruh permukaan karena koagulan dibubuhkan sesaat sebelum air diterjunkan, sehingga air yang terjun sudah mengandung koagulan yang siap diaduk. Kriteria Desain - NRe > 10000 - Gradien kecepatan = 200 – 1000 l/det - G x td = 104 – 105 - Waktu detensi (td) = 10-60 detik (Tri Joko,2009), diambil 60 detik Perencanaan - Bangunan koagulasi direncanakan menjadi 4 bangunan dengan debit masing-masing 150 l/dt = 0,15 m3/dt - Tinggi terjunan = 1,5 m Fajri Harish L2J009008

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum -

G = 9,81 m/det2 (Darmasetiawan, 2001)

-

 = 0,68 x 10 -6 m2/dtk

-

Zona Inlet (V1 = 2 m/s)

-

Zona outlet (V2 = 0,6 m/s) Gradien pengadukan dan waktu tinggal air diketahui melalui grafik hubungan gradien

pengadukan dengan tinggi terjunan tertentu. Energi pengadukan di unit koagulasi diperoleh dari terjunan setinggi 1,5 meter sehingga jika tinggi terjunan tersebut diplotkan ke grafik akan diperoleh Tdair sebagai berikut: Gambar 5.1 Grafik Hubungan antara Ketinggian dengan Gradien Pengadukan

Berdasarkan grafik hubungan gradien kecepatan pengadukan dengan tinggi terjunan tertentu akan menyediakan G sebesar 500/detik dan Tdair sebesar 60 detik, maka nilai gradien x Tdair akan menghasilkan nilai sebagai berikut:  500  G x Td Air    x 60 detik  detik  G x Td Air  30.000

Perhitungan Dimensi Bak -

Volume reaktor (V) = Q x td = 0,15 m3/det x 60 det = 9 m3

-

Dimensi P = 3 m, L = 2 m, H = 2 m

-

R =

2 x2 BH A = = = 0.67 m 2  (2 x 2) B  2H P


Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum 0,15 Q = = 0,0375 m/det 2 x2 BH

-

V =

-

Cek NRe =

VR



=

0,0375 x0,67 0,687 x10 6

= 36572,05 > 10000 (memenuhi)

Zone inlet A =

0,15 Q = = 0,075 m2 v1 2 A

D =

1

4



=

0,075 = 0,309 m = 309 mm 1 .3,14 4

Zone outlet A =

0,15 Q = = 0,25 m2 0,6 v2

A

D =

1

4



=

0,25 = 0,56 m = 560 mm 1 .3,14 4

BANGUNAN PEMBUBUH KOAGULAN a. Kriteria Desain 

Koagulan yang digunakan adalah alum,karena alum bekerja optimal pada pH 6,5–9.



Dosis pembuluh alum, Cal = 40 mg/L



Kadar alum dalam tawas = 60 %



Berat jenis alum, al = 2,71 kg/L



Konsentrasi larutan = 10 %



Efisiensi pompa pembubuh, η = 75 %



Tekanan pembubuh = 10



w = 995,7 kg/m3

b. Perhitungan 

Kebutuhan alum dan tawas Wal = Cal x Q = 40 mg/L x 150 L/dt = 6000 mg/dt =518,4 kg/hari


Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum 

Kebutuhan tawas per hari

Wt 

100 x518,4kg / hari  864kg / hari 60

Untuk periode pelarutan 8 jam

Wt  

Debit tawas Qt 





8 x864kg / hari  288kg / hari 24

Wt 864 kg / hari   318 ,8 L / hari  0,00368 L / dt al 2,71kg / L

100  10 90 xWt x864 kg / hari 10 10   7,8m 3 / hari Debit air pelarut Qw  3 w 995 ,7 kg / m Qw  0,09 L / dt

Debit larutan

Ql  Qt  Qw  0,00368  0,09  0,0939L / dt 

Berat jenis larutan

lar 



1  10 100  10      100al 100w 



1 100  10   10     100x2,71 100x0,9957 

 1,063kg / L

Volume bak V = Qlar x td x 3600 = 0,0939x 8 x 3600 = 2704 L = 2,7 m3



Dimensi bak V=PxLxH P=L 2,7 m3 = P2 x 2 m P = 1,16  1,2 m


Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum 4.

FLOKULASI 1) Kriteria Desain - Kondisi aliran NRe < 10000 - Gradien kecepatan (G) = 20 – 70 1/det - Waktu detensi (td) = 10 – 20 menit - G x td = 10000 – 100000 (Tri Joko, 2009)

1. Perencanaan Pengadukan dengan cara hidrolis (baffle channel vertikal) -

Jumlah bak

: 2 bak

-

Jarak antar baffle minimum

: 0,5 m

-

Kedalaman (H)

:3m

-

Jumlah channel (n)

: 6 buah

-

Jumlah belokan (n-1)

: 5 buah

-

Headloss (hL)

: 1 – 2 ft (0,3 – 0,6 m)

-

Gradien kecepatan (G)

: 20 – 70 1/dtk

-

Waktu detensi minimum (td)

: 15 menit (900 dtk)

-

Kecepatan aliran (v)

: 0,1 – 0,4 m/dtk

-

Viskositas kinematik air (υ )

: 0,687 x 10-6 m2/dtk

-

K

: 1,5

2. Perhitungan 1. Volume bak (V),

V  Q  td V  0,3  900  270m 3 2. Headloss per channel (h),

 g .h  G    .td 


1

2

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum G 2.td h g 3. Luas Kompartemen



0,3x150 3 15 m

A

=BxH

15 = B x 3 B

=5m

Tahap I (h1), - G

= 70

- Td

= 150 dtk h

G 2 .td g

2  70 0,687  10  6 150 h  0,052m

9,81

Tahap II (h2), - G

= 60

- Td

= 150 dtk h

G 2 .td g

2  60 0,687  10  6 150 h  0,038m

9,81

Tahap III (h3), - G Fajri Harish L2J009008

= 50

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum - Td

= 150 dtk h h

G 2 .td g

502 0,687  10 6 150  0,027m 9,81

Tahap IV (h4), - G

= 40

- Td

= 150 dtk G 2 .td h g

2  40 0,687  10  6 150 h  0,017m

9,81

Tahap V (h5), - G

= 30

- Td

= 150 dtk h

G 2 .td g

2  30 0,687  10  6 150 h  0,0095m

9,81

Tahap VI (h6), - G

= 20

- Td

= 150 dtk G 2 .td h g h

202 0,687  10 6 150  0,00042m 9,81

- Jadi headloss channel total (hchannel), Fajri Harish L2J009008

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum hchannel = Σh = 0,144 m Luas bukaan (A), = 20 m2

A

Kecepatan aliran (v), v

= Q/A = 0,3/20 = 0,015 m/dtk

- Headloss per belokan (hL),

-

v2 hL  K 2g 0,015 2 hL  1,5  0,000017m 29,81

- Terdapat lima (5) buah belokan, maka : hL = 5 x h L = 0,000085 m

5.

SEDIMENTASI Kriteria desain beberapa jenis sedimentasi adalah sebagai berikut : Tabel 5.6 Kriteria Desain Unit Sedimentasi Rectangular

Sedimentation Tank

Sedimentation Tank

with High-Rate Settler

(Aliran Horizontal)

(Aliran Horizontal)

(Plate/Tube Settler)

Dua

Dua

Dua

Grit Chamber Kriteria Desain

Jumlah

tangki


Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum minimum

10 - 16 ft (3 - 5 m)

10 - 15 ft (3 - 4,5 m)

12 - 15 ft (3,6 - 4,5 m)

10 - 15 fpm

1 - 3,5 fpm

Maksimum 0,5 fpm

(3 - 4,5 m/menit)

(0,3 - 1,7 m/menit)

6 - 15 menit

1,5 - 4 jam

Kedalaman air Kec. aliran ratarata

4-10 gpm/ft Waktu detensi Surface loading

0,5-1,0 gpm/ft

Mimimal 4 menit 1,5 - 3 gpm/ft2

2

(10 - 25 m/jam)

(1,25 - 2,5 m/jam)

4 : 1 sampai 8 : 1

Minimal 1: 4

Minimal 1 : 8

Minimal 1: 15

-

< 15 gpm/ft2

Panjang : lebar Kedalaman

2

(0,15 m/menit)

(3,8 - 7,5 m/jam) Minimal 1: 4 -

:

panjang air Weir loading Sumber : Kawamura, 1991 hal 160 Pada perancangan ini dipilih bak sedimentasi menggunakan plate settler untuk mengoptimalkan pengolahan.Dalam waktu yang lebih singkat diperoleh hasil pengendapan lumpur yang lebih banyak.Jika menggunakan bak sedimentasi konvensional maka diperlukan ukuran bak yang kecil tetapi dalam jumlah yang relatif banyak agar terpenuhinya syarat bilangan Renold dan Freud untuk mencapai pengendapan yang optimal 1) Kriteria Desain -

Surface loading

= 0,001 m/s

-

Diameter orifice

> 3cm

-

Vo (Q/A)

= 1-2 m/jam (Tri Joko, 2009)

-

Kemiringan plate (  )

= 45 – 60o

-

Jarak antar plate (Wp)

= 5 – 10 cm



Tebal plate (Tp)

= 2,5 – 5 mm

-

Panjang plate (Pp)

= 1000 – 2500 mm

-

Lebar plate (Lp)

= 1000 - 1200 mm

-

NFr

> 10-5

-

NRe

< 500

-

Jarak pipa inlet ke zone lumpur = 0,2 – 0,3 m

-

Jarak plate ke pipa inlet

= 1 - 1,4 m

-

Jarak gutter ke plate

= 0,3 – 0,4 m

-

Tinggi plate

= 1 – 1,2 m

-

Kadar lumpur

= 4–6%

-

Y/Y0

= 70 - 75 %

-

υ pada 270C

= 0,687.10-6 m/s

-

td

= 1-2 m/jam

Sumber : Darmasetiwan,2001

2) Perencanaan -

Bentuk bangunan 4 persegi panjang dengan P : L = 3 : 1

-

Vo (Q/A)

= 2 m/jam = 5,56.10-4

-

Td

= 1,5 m/jam

-

Td dalam bak

= 1,5 jam (5400)

-

NRe

< 500

-

NFr

> 10-5

-

Jarak antar plate ( W ) = 5 cm = 50 mm

-

Tinggi plate ( h )

= 1,5 m

-



= 600

-

Y/Yo

= 75%

-

Faktor keamanan ( n ) = 1/3 ( good performance ) (Kawamura, 1991)

-

H

= 3m

-

ho

= 3 cm


m/s


fbg

= 0,03 m

3) Perhitungan Zone sedimentasi Direncanakan 4 bak sedimentasi dengan Q = 0, 150 m3 /s = 540 m3 /jam Luas Pengendapan (A)

= Q/Vo = 0,15/5,56.10 -4

= 269,7 m2 Dimensi zona dengan perbandingan P : L = 5 : 1, H = 3 cm A

=PxL

→

=5LxL

= 5L2

P = 5L

269,7 = 5L2 L

= 7,3 m

P

= 5 x 7,3 m

= 36,5 m

Cek waktu tinggal (td)

vol PxLxH 36,5x7,3x3m 3 td     5329 det ik  1,5 jam Q Q 0,15m 3 / det ik Kecepatan horisontal partikel

vh 

Q 0,15m 3 / det k   6,843x10 3 m / det ik LxH 7,3x3m 2

Jari-jari hidrolis


(memenuhi)

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum  LxH 7,3 x3m 2 R   1,65 m L  2 H 7,3  2 x3m Cek bilangan Reynolds N Re 





vhxR 6,843 x10 3 x1,65 m 2 / det ik  v 0,687 x10  6 m 2 / det ik

= 16435 > 500 (tidak memenuhi) Cek bilangan Fraude

vh2 6,843x10 3  m / det ik NFr   gxR 9,81x1,76m 2

= 2,71x 10 -6 < 10 -5 (tidak memenuhi) Karena Nre dan NFr belum memenuhi maka perlu penambahan plate settler - Kecepatan aliran masuk plate Q/A = Vo sin  Vo =

0,15 / 269,7  6,4 x10 4 m / s sin 60

- Dimensi plate L =

h 1,5  = 1,73 m sin  sin 60

dimana :

L = 1,73 m W = 0,05m

 = 600 Jumlah plate Fajri Harish L2J009008

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum Jarak horisontal antar plate = X =

Jumlah plate = n =

R =

W 0,05   0,06m sin  sin 60

42,5 P  1 = 709 - 1 buah = 708 buah 1 = 0,06 X

W 0,05 = = 0,025 m 2 2

NRe =

(Q / Ac ) w (5,56 x10 4 ) x0,05   18,75  500 (Memenuhi) 2 sin  2 x0,87 x0,893 x10  6

NFr =

2(Q / Ac) 2 2(5,56x10 4 ) 2   3,33x10 6 > 10-5 ( Memenuhi ) 2 2 sin xgxw sin 60x9,81x0,025

Zone Inlet  pipa

=

5 buah, berupa pipa lateral perforated dengan lubang di ketiga sisinya

V aliran

=

0,3 m/s (Tri Joko, 2009)

h pada lubang

=

0,1 – 1 cm Vo 2 0,3 2   0,45 cm 2g 2 x9,81

h

=

Q

=

0,6 m3/s

Q per pipa

=

0,12 m3/s

A

=

0,12 = 0,4 m2 0,3

A

=

0,4 x 3,14 x D2


Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum D

=

(0,53/(0,25*3,14))1/2

D inlet

=

0,82 m

D outlet

=

D inlet pada filtrasi

Panjang pipa

=

pbak

Jarak antar lubang

=

20 cm

0,85 m

= 30 m

Jumlah lubang / sisi =

30 0, 2

N

=

Lubang pipa

lubang

= 150 x 5 buah = 750 buah

= 150 buah

 total lubang pipa = 750 buah

Q per lubang

D lubang

Q 0,12 = = 1,6 x 10-4 m3/dt N 750

=

Qo =

=

 4Q  1/ 2  N (2 gh)

=

0,03 m

  

1/ 2

 4 x0,12    2 12  750 . (2 x9,81 x0,45 .10 )

Zone Lumpur Konsentrasi effluent = (100% - 80%)

x

Cef

= 20% x 200

= 40 mg/lt

Cs

= 80% x turbulensi = 160 mg/lt = 0,16 gram/lt


turbulensi

   

1/ 2


Berat lumpur per hari Ws = Q x Cs x 86400 = 0,6 x 0,16 x 86400 = 8294,4 kg/hari Debit lumpur kering Qds =

Ws



=

8294,4 = 3,2 m3/hari (Darmasetiawan,2001) 2600

Debit Lumpur Debit lumpur (konsentrasi lumpur 4 %; kriteria desain konsentrasi lumpur pada Martin Darmasetiawan, 2001 hal III- 40 adalah 1-5 % ) : Qs =

3,2 Qds = = 80 m3/hari %lumpur 0,04

Pengurasan bak dilakukan satu kali dalam satu hari, maka : Sisi depan Luas profil ruang lumpur =

Vbaklumpur 13,3 = = 2,0 m2 Lp 6,6

Profil ruang lumpur trapesium dengan perbandingan 2 sisi = 1 : 2 Tinggi ruang lumpur

= 0,5 meter

Luas trapesium

= ( jumlah sisi sejajar x t

2 )

4

= ( jumlah sisi sejajar x t

2 )

jumlah sisi sejajar

= 16 m


Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum L + 2L

= 16 m

Maka L1

= 5,3 meter

L2

= 10,7 meter 0,5

Tan α’

=

α’

= 37,6 o

α

= 90o - 37,6 o = 52,4 o

( 6 , 6  5,3) 2

= 0,77

Sisi samping bawah : 0,5

0,77

=

0,77

=

23,1 – 0,77 x

= 1

x

= 28,70 meter

(

42 , 5  x 2

)

1 30  x

Volume Lumpur V =

Qlumpur 13,3 = = 0,14 m3 24x 4 24 x 4

A =

V H

D =

0,38 meter

Zone Outlet


= 0,14 = 0,056 m2 2,5

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum Lebar gutter = 1,5 Ho Q/A

=

Vo = 5,56 x 10-4 m/s

Jumlah pelimpah

Q nLs

< 5HVo

0,2 nx6,6

< 5 x 2,5 x 5,56 x 10-4

n

> 4,4

n

= 5

Rencana jumlah gutter, n = 5 dengan 45o V- notch Debit per gutter Qg

0,15 Q = = 0,3 m3/s n 5

=

Dimensi gutter Qg

= 2,49 Lg Ho3/2

0,3 =

2,49 x 1,5 Ho5/2

0,08 =

Ho5/2

Ho

= 0,0018 m

Hg

= Ho + ( 20% x Ho ) + ho + fb = 0,0018 + 0,00036 + 0,0018 + 0,03 = 0,303 m

Lg

= 1,5 x 0,15 = 0,225 m


Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum Pg

=

P = 22,5 m ( sepanjang bak karena inlet dari bawah )

Debit per V-notch Qw = 1,36 ho5/2 = 1,36x 0,165/2 = 0,0136 m3/s Jumlah V–notch N

=

0,04 Qg = = 3 buah Qw 0,0136

Gutter mempunyai 2 sisi pelimpah maka untuk satu sisi, n’= 3 buah Dimensi V–notch Freeboard V-notch

= Fw

Lebar muka air V–notch = Lw

= ½ ho = 0,5 x 0,01 = 0,005 m = 2 ho tan 450 = 2 x 0,01 x 1 = 0,02 m

Lebar pintu V-notch

= Lp

= 2 (ho + Fw) tan 450 = 2 (0,01 +0,005)1 = 0,03 m

Jarak antar V- Notch

Jarak V-notch ke tepi

Pg

= ( n’ x Lp ) + ( n’x W )

30

= ( 3 x 0,03 ) +( 3 x W )

W

= 9,97 m

W’

= W/2 = 4,99 m

Misal jarak antar gutter ke tepi maka jarak antar gutter Fajri Harish L2J009008

b’

= b = 2b

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum Loutlet

= 2 Lg + 2b +2b

6,6

= 0,6 + 4b

b

= 1,5 m

 b’ = 2 x 1,5 m = 3 m

Saluran pengumpul Untuk mengumpulkan air dari gutter sebelum menuju bak filtrasi

Q = V

0,15 = 1,5 m2 0,1

Asal

=

Asal

= Psal x Hair

1,5

= 30 x Hair

Hair

= 0,05 m

Hsal

= Hair + F = 0,05 + 0,3 = 0,35 m

Lasal = 0,5 m

Kehilangan tekanan Head loss pada V-notch Q V-notch

=

0,0136

=

hf

=


8 15

Cd 2 gx tan(2 ) xhf

8 15

5

2

x0,584x 2 x9,81x1xhf

0,16 m

5

2

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum Filtrasi Kriteria Desain Kecepatan filtrasi (f)

= 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 di atas media (ha)

= 0,9 – 1,2 m

Diameter media (m)

= 0,6 – 1,2 mm

Ekspansi

= 30 – 50%

back wash

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 (o)

= 0,6 – 2 cm

Kecepatan backwash (bw)

= 15 – 25 m/jam

Surface loading

Perencanaan  vf = 8 m/jam = 2,2 x 10-3 m/dt  Dor = 0,5 inchi = 1,27 cm  Aor = 0,0025 x Af  Wlat = 20 cm Fajri Harish L2J009008

= 7 – 12 m/jam

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum  Vbackwash = 20 m/jam = 5,5 x 10-3  Tebal lapisan pasir, Lp = 70 cm = 0,7 m  Tebal lapisan kerikil, Lk = 30 sm = 0,3 m  Diameter pasir, Dp = 0,6 mm = 6 x 10-4 m  Diameter kerikil, Dk = 3 mm = 3 x 10-3 mm  Porositas awal, Po = 0,4  υ = 0,893 x 10-6 m2/dt  NRe pasir < 5  NRe kerikil > 5  Ψ pasir = 0,82 (bulat)  Alat = 2 x Aor  Aman = 1,5 x Alat  % ekspansi kerikil akibat vbw = 10 %  tbw = 10 menit = 600 dt

Perhitungan  Jumlah bak

n  12  Q 0,5  12  0,6

0,5

 11

ditambah 1 bak cadangan, sehingga jumlah bak yang beroperasi 12 buah.  Dimensi bak Debit tiap filter, Qf  1  0,6m 3 / dt  0,071m 3 / dt 12 Luas tiap unit filter, Af 

Jika P : L = 1 : 2, maka


Qf 0,071 m 3 / dt   3600  31,95 m 2  32 m 2 vf 8m / jam

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum Af  2  L2 31,95m 2  2  L2 L  4m P  8m H  3m

Sistem Underdrain  Orifice Luas bukaan, Aor  1 4    D2  1 4    0,0127m2  1,27  104 m2 Jumlah lubang tiap filter, n 

0,0025  Af 0,0025  32   630 lub ang Aor 1,27  10  4

 Lateral Luas bukaan, Alat  2  Aor  n  2  1,27  10 4  630  0,16 m 2  Manifold Luas total, Aman  1,5  Alat  1,5  0,16  0,24 m 2 Diameter, Dman 

4  Aman





4  0,24



 0,55 m  550 mm

Pman = Pbak = 3,6 m  Jumlah pipa lateral, n  Pman  2  3,6  2  36buah Wlat

Jumlah lateral tiap sisi =

0,2

36  18buah 2

Panjang pipa lateral tiap sisi

Plat  Fajri Harish L2J009008

Lbak  Dman  2  Wlat  4  0,55  2  0,2   1,925m 2 2

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum Diameter pipa lateral

Dlat 

4

Alat n 

4



0,16 36  0,075 m  75 mm



Jumlah orifice tiap lateral, n 

630  17,5  18 lub ang 36

Sistem Inlet Inlet masing-masing unit filtrasi dilengkapi dengan sebuah valve yang berfungsi sebagai pembuka dan penutup saluran air saat akan filtrasi dan pencucian (backwash).  Inlet berupa pipa Debit tiap saluran, Qi 

0,6  0,15m 3 / dt 4

Kecepatan dalam saluran 0,3 m/dt Dimensi pipa :

0,15  0,5m 2 0,3 A  1   D2 4 D  0,79m  790mm A

Back Wash  Pasir Kecepatan back wash, vbw  6  vf  6  2,2  10 3  0,0132 m / dt Porositas saat ekspansi : Fajri Harish L2J009008


Pe  2,95 



1

4,5

1

g

3, 6

 w      s  w 

0,893 10  Pe  2,95  6

9,81

1

3, 6

1

4,5

1

3, 6

1

vbw 3  1 Dp 2

997      2600  997 

1

3, 6

0,0132 3  1

6 10  4

1

2

Persentase ekspansi : %ekspansi 

Pe  Po 0,6  0,4  100   100  50 % 1  Pe 1  0,6

Tinggi ekspansi :

Le  Lp  100 Lp Le  0,7m 0,5  0,7 m Le  1,05m %eks 

 Kerikil Tinggi ekspansi : Le  Lk  100 Lk Le  0,3m 0,10  0,3m Le  0,33m %eks 

Porositas saat ekspansi : Pe  Po Le  Lk  1  Pe Lk Pe  0,5 0,33  0,3  1  Pe 0,3 Pe  0,55

Debit back wash, Qbw  vbw  Abak  0,0132  32  0,42 m 3 / dt Fajri Harish L2J009008

 0,6

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum Volume back wash, Vbw  Qbw  tbw  0,42  600  252 m 3

Saluran Penampung Air Pencuci Air bekas pencucian yang berada di atas media penyalir dialirkan ke gullet melalui gutter dan selanjutnya keluar melalui pipa pembuangan. Dasar saluran gutter harus diletakkan di atas ekspansi maksimum pada saat pencucian. Hal ini dilakukan agar pasir pada media penyaring tidak ikut terbawa pada saat pencucian.  Debit pencucian, Q 

15m / jam  34m 2  0,2m 3 / dt 3600

 Saluran gutter : Panjang gutter, Pg = 3,6 m dan lebar gutter, Lg = 0,3 m Kedalaman air di saluran gutter   Q Hg    1,38  Lg 

2

3

 0,15    1,38  0,3 

2

3

 0,61m

 Air sisa pencucian dari gutter akan masuk ke dalam gullet dengan : Lebar saluran, Lbuang = 0,2 m Debit yang akan ditampung, Qbuang = 0,15 m3/dt Tingi air dalam saluran pembuangan :   Q Hbuang    1,38  Lbuang 

Sistem Outlet


2

3

 0,15    1,38  0,2 

2

3

 0,8m

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum Air yang telah disaring akan dialirkan melalui pipa outlet yang bersambungan dengan pipa manifold, menuju ke reservoir. Diameter pipa outlet sama dengan pipa manifold.

Kehilangan Tekan a. Head loss pada media yang masih bersih  Pasir Cek bilangan Reynold N Re 

  Dp  vf 0,82  6  10 4  2,2  10 3   0,12  5(OK )  0,893  10 6

Koefisien drag CD 

24  N Re

3 N Re

 0,34 

24 3   0,34  209 0,12 0,12

Head loss

hfp 

1,067 CD vf 2 1   Lp  4   g Po Dp

 2,2  10  3  1,067 209   1  6m hfp    0,7   4 0,82 9,81 6  10  4 0,4 2

 Kerikil N Re 


1 vf  Dk 1 1,94  10 3  3  10 3     13  5(OK ) 1  Po  1  0,5 0,893  10 6

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum hfk  180 

 g

2  1  Po  

Po

3

vf  Lk Dk 2

0,893  10 6 1  0,5 2,2  10 3    0,3  0,0024m 2 9,81 0,53 3  10 3 2

hfk  180 





 Head loss total media hfmedia  hfair  hfpasir  hf

ker ikil

 0,11  6  0,0024  6,1124m

b. Head loss sistem underdrain  Orifice Debit tiap filter = 0,2125 m3/dt Debit orifice, Qor 

Q1 0,15   3,4  10  4 m 3 / dt nor 630

Kecepatan di orifice, vor 

Qor 3,4  10 4   2,7 m / dt Aor 1,27  10  4

2,7  0,63m vor 2  1,7  2 g 2  9,81 2

Head loss, hfor  1,7   Lateral

Q1 0,15   6  10 3 m 3 / dt nlat 36 Qlat 6  10 3 vlat    0,0375m / dt Alat 0,16

Qlat 

Llat vlat 2 1,9 0,0375   1,3  0,026    8,4  10  6 m Dlat 2  g 0,55 2  9,81 2

hflat  1,3  hf  1,3  f 


Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum  Manifold Q1 0,15   0,2125m 3 / dt nman 1 Qman 0,15 vman    0,885m / dt Aman 0,24

Qman 

Lman vman 2 3,6 0,26 hfman  1,3  hf  1,3  f    1,3  0,026    7,62  10  4 m Dman 2  g 0,55 2  9,81 2

 Head loss total underdrain

hfunderdrain  hfor  hflat  hfman  0,63  8,4  10 6  7,62  10 4  0,63 m c. Head loss total awal hfawal  hfmedia  hfunderdrain  6,11  0,63  6,74m

d. Head loss media pada saat back wash  Pasir

1 vbw  Dp 1 0,0055  6  10 4 N Re      8,2 1  Pe  1  0,55 0,893  10 6 hfp  130 

 0 ,8 g

1,8  1  Pe vbw1, 2  

Pe3

0,893 10   130 

 6 0 ,8

hfp

9,81

Dp1,8

 Le

1,8 1, 2   1  0,55 0,0055    1,05  0,0027m 0,553 6  10 4 1,8

 Kerikil

1 vbw  Dk 1 0,0055  3  10 3 N Re      73,3 1  Pe  1  0,55 0,893  10 6 hfk  130 

 0 ,8 g

1,8  1  Pe vbw1, 2  

Pe3

0,893 10   130 

 6 0 ,8

hfk

9,81

Dk 1,8

 Le

1,8 1, 2   1  0,55 0,33    0,33  0,83m 0,553 3  10 3 1,8

e. Head loss sistem underdrain pada saat back wash Fajri Harish L2J009008

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum  Orifice Qbw 0,42   6,7  10  4 m 3 / dt nor 630 Qor 3,4  10  4 vor    2,7m / dt Aor 1,27  10  4

Qor 

4,8  0,63m vor 2  1,7  2 g 2  9,81 2

hfor  1,7 

 Lateral Qbw 0,42   1,2  10  2 m 3 / dt nlat 36 Qlat 6  10 3 vlat    0,00375m / dt Alat 0,16

Qlat 

Llat vlat 2 0,575 0,00375   1,3  0,026    1,31  10  4 m Dlat 2  g 0,034 2  9,81 2

hflat  1,3  hf  1,3  f 

 Manifold Qbw 0,077   0,077m3 /dt nman 1 Qman 0,077 vman    1,6m /dt Aman 0,048

Qman 

hfman  1, 3  hf  1, 3  f 

f.

1,6 2 Lman vman2 3 ,6   1, 3  0,026    0,0635m Dman 2  g 0,25 2  9 ,81

Head loss total pada saat back wash hfbw  hfmedia  hfunderdrain  6,11  0,63  6,74m

Pompa Back Wash  Head loss pada pompa hfpompa  hfbw  hs  sisatekan  6,74  5  1  12,74m


Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum  Daya pompa P

  g  Qbw  hfpompa 997  9,81 0,42  12,74   0,75

P  69.778Watt  122HP

DESINFEKSI Disinfeksi diperlukan untuk membunuh bakteri patogen dalam air. Kriteria Desain 

Desinfektan yang digunakan adalah kaporit Ca(OCl)2



Kadar klor dalam kaporit = 60 %



Berat Jenis Kaporit, BJ = 0,86 Kg/l



Kapasitas Pengolahan, Q = 800 l/dt



Konsentrasi larutan, C = 5 %



Daya Pengikat klor, DPC = 1,50 mg/l



Sisa Klor = 0.5 mg/l



Pembuatan Larutan kaporit Setiap 8 jam



Dosis Klor = 1.5 + 0.5 = 2 mg/l

Kebutuhan kaporit

= 100/60% . dosis klor . Q = 100/60 . 2 . 600 = 2.833 mg/detik = 36.0002 kg/hari

Volume kaporit

= Kebutuhan kaporit/BJ kaporit = 36.0002/0,86 = 41.86 L/hr


Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum = 0.04186 m3 Volume pelarut

= (100% - 5%) / 5% . 41.86 = 795.34 L/hr = 0.79534 m3

Volume larutan kaporit

= Vol kaporit + Vol pelarut = (41.86 + 795.34) L = 837.2 L/hr = 837.2 : 3 = 279.067 L /8 jam = 34.88 L/jam x 1000/60 = 581.33 cc/mnt

Volume bak

= Vol kaporit + vol pelarut = (0.04186 + 0.79534) m3 = 0.8372 m3

Dimensi Bak pelarut = panjang (p) : lebar (l) : tinggi (h) = 1 : 1 : 1 Volume bak

=pxlxh

= p3

= 0.8372

= p3

= p = l = h = 0.94 m h total


= h + h freeboard = 0.94 + 0,3 = 1,24 m

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum RESERVOIR Bangunan reservoar digunakan untuk menyimpan air yang telah diolah dan diletakkan di dekat jaringan distribusi pada ketinggian yang cukup untuk mengalirkan air secara baik dan merata ke seluruh daerah konsumen. Unit Reservoir -

Tipe reservoar yang dipakai adalah Ground Reservoar

-

Kecepatan inlet desain (Vi) = 1.5 m/dtk

-

Faktor peak, fp = 2,5

-

Kecepatan outlet desain, vo = 3 m/dt

-

Waktu pengurasan, tk = 2 jam

-

Kecepatan pengurasan, vk = 2,5 m/dt

-

Kecepatan overflow, vow = vi = 2.5 m/dt

Volume Reservoar Reservoar dapat dihitung dengan mengetahui kurva fluktuasi pemakaian air minum. Tabel 5.5 Pola Pemakaian Air dalam Sehari


Jumlah

Dari jam

Jumlah

Pemakaian

ke jam

jam

per-jam (%)

2200 - 0500

7

0,75

5,25

0500 - 0600

1

4,00

4,00

0600 - 0700

1

6,00

6,00

0700 - 0900

2

8,00

16,00

pemakaian (%)

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum 0900 - 1000

1

6,00

6,00

1000 - 1300

3

5,00

15,00

1300 - 1700

4

6,00

24,00

1700 - 1800

1

10,00

10,00

1800 - 2000

2

4,50

9,00

2000 - 2100

1

3,00

3,00

2100 - 2200

1

1,75

1,75

(Sumber : PAM, Prof Ir. KRT Mertonegoro, hal 20) Tabel 5.6 Perkiraan fluktuasi pemakaian air Pemakaian per-jam

Pemakaian

(%)

% Kumulatif

0000 - 0100

0,75

0,75

0100 - 0200

0,75

1,50

0200 - 0300

0,75

2,25

0300 - 0400

0,75

3,00

0400 - 0500

0,75

3,75

0500 - 0600

4,00

7,75

0600 - 0700

6,00

13,75

0700 - 0800

8,00

21,75

0800 - 0900

8,00

29,75

Dari jam ke jam


Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum 0900 - 1000

6,00

35,75

1000 - 1100

5,00

40,75

1100 - 1200

5,00

45,75

1200 - 1300

5,00

50,75

1300 - 1400

6,00

56,75

1400 - 1500

6,00

62,75

1500 - 1600

6,00

68,75

1600 - 1700

6,00

74,75

1700 - 1800

10,00

84,75

1800 - 1900

4,50

89,75

1900 - 2000

4,50

93,75

2000 - 2100

3,00

96,75

2100 - 2200

1,75

98,50

2200 - 2300

0,75

99,25

2300 - 0000

0,75

100,75

Untuk perhitungan volume reservoar harus memperhitungkan debit yang masuk ke reservoar dan debit yang keluar dari reservoar. Debit yang masuk ke reservoar adalah konstan, yaitu sebesar 100/24 jam = 4,17 % untuk tiap jamnya, sedangkan debit yang keluar dari reservoar bervariasi tergantung pemakaian air minum kota. Pada tabel 5.5 adalah perhitungan volume reservoar. Tabel 5.7 Perhitungan Persentase Volume Reservoar Fajri Harish L2J009008

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum Dari jam

Jumlah

Pemakaian

Suplai ke

Surplus

Defisit

ke jam

jam

per-jam (%)

Reservoar

(%)

(%)

2200 - 0500

7

0,75

4,17 %

23,94

0500 - 0600

1

4,00

4,17 %

0,17

0600 - 0700

1

6,00

4,17 %

1,83

0700 - 0900

2

8,00

4,17 %

7,66

0900 - 1000

1

6,00

4,17 %

1,83

1000 - 1300

3

5,00

4,17 %

2,49

1300 - 1700

4

6,00

4,17 %

7,32

1700 - 1800

1

10,00

4,17 %

5,83

1800 - 2000

2

4,50

4,17 %

0,66

2000 - 2100

1

3,00

4,17 %

1,17

2100 - 2200

1

1,75

4,17 %

2,42

Jumlah

24

100,00

100,00 %

27,70

27,62

Keterangan : -

Debit yang masuk ke reservoir yaitu konstan = (100/24) % = 4,17 %

-

Debit yang keluar dari reservoar bervariasi tergantung pemakaian air minum.

-

Jumlah suplai (%) = suplai perjam x jumlah jam

-

Suplai (%) = jumlah suplai – jumlah pemakaian


Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum Persentase Vol. Reservoar

=

surplus  defisit 27,70  27,62 2 2

= 27,66 % Volume reservoar

= 27,66 %  Qrata-rata  waktu = 0,2766  0,8 m3/dtk 86400 = 19.119 m3

Dimensi Resrvoar Tipe reservoar : Ground Reservoar dengan volume sebesar 19.119 m3. Direncanakan reservoar dengan 2 kompartemen. Kriteria desain kedalaman reservoir adalah 3 - 6 meter, sedangkan yang direncanakan adalah 5 meter: Luas melintang reservoar : AC

=

19.119 = 3824 m2 5

Luas melintang untuk tiap kompartemen : AC

=

3824 = 1911,8 m2 = 1912 m2 2

P = L = 44 m H=5m Freeboard = 0.5 m Perpipaan Reservoar Pipa inlet Debit inlet : Fajri Harish L2J009008

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum Qi = ½ x 0.8 m3 / detik = 0.4 m3/det Kecepatan inlet desain, vi = 2 m / detik

 4  Qi  Diameter pipa inlet :        vi 

 4 x0,4     2 

1/ 2

1/ 2



= 0,51 m = 510 mm Pipa outlet Faktor peak, fp -

= 2,5

Debit: Qo = Qr  fp = 0,8  2,5 = 2m3/detik

-

Kecepatan outlet disain, vo = 3 m / detik

-

Diameter pipa outlet :

 4  Qo       vo 

4 2    3 

1/ 2

1/ 2



= 0,92 m = 920 mm


Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum Pipa Penguras -

Tinggi pengurasan, Hk = 0.5 meter

-

Volume pengurasan tiap kompartemen : V

= Panjang x Lebar x Hk = 44 x 44 x 0.5 = 968 m3

-

Waktu pengurasan, t = 2 jam

-

Kecepatan pengurasan, Vd = 2,5 m / detik

-

Debit pengurasan, Qd = =

V t

968 2 x60 x60

= 0.14 m3 / detik

-

 4  Qd  Diameter pipa,  d       Vd 

1/ 2

 4  0,021      2,5 

1/ 2

= 0,14 m = 140 mm Pipa Overflow - Debit overflow, Qof = Qi = 0,425 m3 / detik - Kecepatan overflow, vof = vi = 2 m / detik - Maka, Diameter overflow, of = i= 520 mm Pipa Ventilasi Fajri Harish L2J009008

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum Direncanakan menggunakan 4 buah pipa ventilasi : -

Debit pengaliran udara untuk tiap pipa : Qud

= Qo - Qi / 4 =

2,125  0,425 4

= 1,7 m3 / detik -

Kecepatan ventilasi udara yang didisain : vud = 4 m / detik

-

Dimensi pipa ventilasi :

 4  1,7      4 

1/ 2

= 0,735 m ≈ 735 mm  750 mm






BAB VI OPERASI DAN PEMELIHARAAN UNIT PB PAM

6.1

UNIT PENGAMBILAN AIR BAKU Operasi sarana pengambilan air baku merupakan urutan kegiatan-kegiatan yang menangani

unsur-unsur pengambilan air baku agar sebagian dari air sungai dalam jumlah tertentu dapat diambil untuk digunakan sebagai air baku dalam instalasi pengolahan secara kontinu. Dalam hal ini yang perlu diperhatikan adalah pencatatan tinggi muka air yang berguna untuk perencanaan peningkatan kapasitas produksi dan indikator ketersediaan air dalam sungai. Pemeliharaan sarana pengambilan air baku merupakan kegiatan perawatan atas unsur-unsur sarana pengambilan air baku yang bersifat mencegah kerusakan, dilaksanakan secara berkala serta perbaikan bagi unsur-unsur yang mengalami kerusakan. Tujuan pemeliharan agar kontinuitas pengambilan air baku ke instalasi pengolahan dapat dipertahankan.

6.2

UNIT PENGOLAHAN Sarana pengolahan ini mecakup urutan kegiatan-kegiatan yang menangani proses pengolahan air

meliputi koagulasi, flokulasi, sedimentasi, dan filtrasi agar terjadi pemenuhan kapasitas pengolahan sesuai dengan yang direncanakan. Pemeliharaan unit ini bertujuan untuk mempertahankan efektivitas pengolahan agar tidak terjadi penurunan kualitas air minum yang diproduksi. Dengan memperhatikan dan merawat kondisi unit pengolahan dengan cara backwash dan ditunjang dengan pengecekan kualitas air minum secara rutin pada laboratorium maka kualitas air minum ini dapat dipertahankan.



6.3

UNIT BACKWASH Perlengkapan backwash juga harus diperhatikan agar tujuan backwash dapat dapat dilaksanakan

sesuai kondisi yang ada dan sesuai dengan jadwal yang ditentukan. Pemeliharaan unit ini bersifat pencegahan kerusakan baik yang dilaksanakan secara berkala maupun saat insidentil.

6.4

UNIT PENYIMPANAN AIR Unit ini berfungsi untuk menyimpan atau menampung air bersih dari hasil unit pengolahan

sebelum didistribusikan. Selain fungsi tersebut, beberapa fungsi lain adalah : 1. Menjaga keseimbangan antara produksi air dengan pemakaian air. 2. Sebagai persediaan air darurat apabila terjadi kerusakan /pembersihan saran pengolahan air. 3. Sebagai tempat pencampuran air dengan bahan kimia desinfektan sehingga pencampuran berlangsung merata. 4. Sebagai tempat pengendapan pasir atau kotoran lain yang terbawa dari unit pengolahan. Operasi unit penampungan air bersih ini merupakan urutan kegiatan untuk menangani unsurunsur sarana air bersih agar terjadi keseimbangan antara debit produksi dengan debit pemakaian air sesuai dengan jadwal yang ditetapkan dan seefisien mungkin. Penghentian penampungan air bersih ini dilaksanakan apabila : 1. terjadi penyimpangan pada hasil produksi unit pengolahan yang tidak dapat diatasi tanpa penghentian operasi pengolahan 2. unit penampungan air bersih tidak mampu lagi menampung tambahan hasil sarana produksi. Pemeliharaan unit ini meliputi kegiatan-kegiatan perawatan atas unsur unit ini secara periodik untuk kelangsungan operasi yang optimal dan pencegahan kerusakan serta perbaikan atas unsur sarana penampungan air bersih jika terjadi kerusakan.






DAFTAR PUSTAKA ,

2010.

Peraturan

Menteri

Kesehatan

No.

492/Menkes/Per/IV/2010.

http://www.btklsby.go.id/wp-content/uploads/2010/07/PMK-4922010Persyaratan-Kualitas-AirMinum.pdf Darmasetiawan, Martin. 2001. Teori dan Perencanaan Instalasi Pengolahan Air. Yayasan Suryono. Bandung. Totok, S. dan Suciastuti, E. 2002. Teknologi Penyediaan Air Bersih. PT Rineka Cipta. Jakarta. Montgomery, James M., Consulting Engineers, Inc. 1985. Water Treatment Principles and Design. John Wiley & Sons, Inc : Canada. Metcalf and Eddy. Wastewater Engineering Collection and Pumping of Wastewater. 1981. Mc Graw Hill Company. New York. Reynolds, T.D. 1982. Unit Operations In Enviromental Engineering. Texas A & M Univercity; B/C Engineering Division Boston, Massacusetts. Al-Layla et. Al. 1980. Water Supply Engineering Design. Ann Arbor Science Publisher, Inc. Kawamura, Susumu. 1991. Integrated Design of Water Treatment Facilities. John Wiley & Sons. New York. Droste, Ronald L. 1997. Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment. John Wiley & Sons, Inc : Canada. Lin, Shundar. 2001. Water and Wastewater Calculations Manual. Mc Graw Hill Book Company : USA.


Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum Peavy, H.S., D.R. Rowe, G. Tchobanoglous. 1985. Environmental Engineering. Mc Graw-Hill, Inc : Singapore. Degremont. 1991. Water Treatment Handbook Vol 1. Lavoiser Publishing. Paris.

Degremont. 1991. Water Treatment Handbook Vol 2. Lavoiser Publishing. Paris.


PBPAM FajriHarish+pembatas

Recommend Documents