Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum

LAPORAN TUGAS BESAR PERENCANAAN DAN PERANCANGAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM RTL 3238 DISUSUN OLEH :

KELOMPOK KELURAHAN TANAH ENAM RATUS

NAMA

: SAMUEL M PARDOSI

(120407043)

WIDYA WINANDA

(130407008)

IRMAYANTI

(130407014)

DHIA DARIN SILFI

(130407028)

ASISTEN: CRISTO M ROMARIO MANURUNG

DOSEN: Ir. JONI MULYADI , M.T HAFIZHUL KHAIR, S.T , M.T

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Kebutuhan manusia akan air bersih untuk domestik dan industri telah

melahirkan

berbagai metode pengolahan air. Pengolahan air yang dilakukan bertujuan untuk menjadikan air layak dikonsumsi sehingga aman bagi kesehatan manusia. Air yang dihasilkan harus memenuhi syarat kualitas yang mencakup syarat fisika, kimia, mikrobiologi, dan radioaktif sebagaimana standar yang diberlakukan Departemen Kesehatan RI. Pada umumnya, dalam pengolahan air bersih dengan skala besar seperti instalasi pengolahan air bersih untuk memenuhi kebutuhan masyarakat perkotaan, air baku diambil dari sumber air yang mampu menjamin keberlangsungan suplai air baku sepanjang tahun. Sumber – sumber air baku tersebut bias berasal dari air laut, air permukaan (sungai dan danau) dan air tanah. Dengan adanya tugas ini

mahasiswa dapat secara langsung merencanakan sistem

pengolahan airnya, dapat merancang bangunan pengolahannya dan bangunan pendukungnya. Selanjutnya dalam menyelesaikan tugas ini mahasiswa harus juga dapat memaparkan bagaimana pentingnya air minum sebagai kebutuhan dasar bagi manusia. Dimana disebutkan bahwa air merupakan substansi penting dalam mendukung kehidupan manusia. Tanpa air, kesinambungan hidup manusia akan terganggu yang pada akhirnya akan menyebabkan berkurangnya keseimbangan lingkungan hidup manusia. Seiring dengan pertambahan populasi manusia, air minum menjadi sumber daya yang semakin langka dan tidak ada sumber. Ini merupakan permasalahan utama yang dihadapi dengan ketersediaan air minum. Pada umumnya pelayanan air minum di Kota Medan sampai saat ini masih jauh dari kondisi faktual yang diharapkan mampu mengakomodir kebutuhan dasar masyarakat di masing-masing kelurahan di Kota Medan. Jangkauan layanan sarana dan prasarana air minum yang dilaksanakan oleh PDAM Tirtanadi Provinsi Sumatera Utara untuk kota Medan, masih terbatas pada daerah pusat kota sedang daerah pinggiran kota termasuk Kelurahan Tanah Enam Ratus Kecamatan Medan Marelan masih banyak yang belum tertangani secara teknis. Ini dapat kita lihat pada masyarakat berpenghasilan rendah yang menempati bantaran sungai yang terkesan kumuh dengan perumahan liar. Kondisi layanan air minum yang kurang memadai ini akan berakibat pada terciptanya dampak kesehatan masyarakat yang memburuk,

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238)

dengan timbulnya penyakit-penyakit menular dan degradasi lingkungan hidup hingga menimbulkan kerugian secara ekonomi. Dengan adanya tugas ini mahasiswa mencoba

memberikan suatu telaahan

untuk

Kelurahan Tanah Enam Ratus Kecamatan Medan Marelan kira-kira bagaimana solusinya untuk dapat memberikan pelayanan air minum yang memadai bagi masyarakat Kelurahan Tanah Enam Ratus.

1.2 Maksud, Tujuan dan Sasaran 1.2.1 Maksud 1. Agar mahasiswa dapat merencanakan Sistem Bangunan Pengolahan Air Minum (SPAM) 2. Agar mahasiswa dapat merancang Sistem Pengolahan Air Minum (SPAM), sesuai dengan kondisi Teknis daerah dan sosial ekonomi masyarakatnya 1.2.2 Tujuan 1. Merencanakan pemilihan sumber mata air yang memenuhi standar kualitas dan kuantitas kebutuhan air minum di kelurahan Tanah Enam Ratus kecamatan Medan Marelan. 2. Merencanakan sistem pengolahan air minum yang sesuai dengan kebutuhan masyarakat Kelurahan Tanah Enam Ratus Kecamatan Medan Marelan. 3. Merancang Bangunan-bangunan

Sistem pengolahan Air yang sesuai dengan sistem

pengolahan yang direncanakan 1.2.3 Sasaran 1. Terpenuhinya sarana air minum di Kelurahan Tanah Enam Ratus Kecamatan Medan Marelan 2. Meningkatkan pelayanan air minum di Kelurahan Tanah Enam Ratus kecamatan Medan Marelan 3. Tersusunnya Rencana Pengolaan Air Minum mulai dari pengambilan

sumber air,

pengolahan, transmisi, distribusi dan konsumsi dengan memperhatikan ketersediaan air baku dan kelestarian lingkungan.

1.3 Ruang Lingkup Untuk memenuhi tercapainya maksud dan tujuan dan sasaran dari tugas ini direncanakan beberapa kegiatan antara lain: a. Persiapan, terdiri dari pembuatan program kerja, menggali sumber data yang ada, melakukan studi literatur, menyiapkan peralatan survei, dan menyusun rencana kerja Samuel Mangihut (120407043) Irmayanti (130407014) Widya Winanda (130407008) Dhia Darin Silfi (130407028)

I-2


b. Pengumpulan data terdiri dari data primer dan sekunder, yaitu data kondisi air minum yang sudah ada di Kelurahan Tanah Enam Ratus, letak sumber air baku, kualitas sumber air baku dan kuantitas sumber air baku, sedang data sekunder terdiri dari data kesanggupan pengelolaan dari pemerintah Kota Medan. c. Analisa data terdiri dari menganalisis data yang ada sehingga menghasilkan aspek kuantitatif dan kualitatif yang dapat dipakai sebagai bahan dalam Penyusunan Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Banguan pengolahan Air Minum.

1.4 Sistematika Penulisan BAB I

PENDAHULUAN Berisikan tentang latar belakang, maksud dan tujuan penulisan, ruang lingkup dan sistematika penulisan;

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA Merupakan bab yang menjelaskan kajian teori tentang sumber air, syarat air bersih, debit air minum, proses pengolahan air bersih, dasar-dasar perencanaan, kelengkapan bangunan pengolahan air minum, kriteria perencanaan

dan

perancangan bangunan pelengkap pengolahan air minum; BAB III

GAMBARAN UMUM KELURAHAN DAN DATA EKSISTING Memuat data-data pendukung dalam perencanaan bangunan pengolahan air minum Kelurahan Tanah Enam Ratus, seperti keadaan topografi, hidrologi, kualitas air baku, kependudukan meliputi jumlah penduduk dan mata pencahariannya, jenis pemukiman penduduk, dan tata guna lahan, serta fasilitas perkotaan yang ada di Kelurahan Tanah Enam Ratus.

BAB IV

PENENTUAN KEBUTUHAN AIR MINUM Berisikan tentang proyeksi penduduk, proyeksi fasilitas umum dan sosial, proyeksi kebutuhan air Kelurahan Tanah Enam Ratus;

BAB V

PERHITUNGAN DESAIN TEKNIS Berisikan perhitungan desain teknis mengenai percencanaan dan percancangan bangunan pelengkap pengolahan air minum dan contoh perhitungan;

Samuel Mangihut (120407043) Irmayanti (130407014) Widya Winanda (130407008) Dhia Darin Silfi (130407028)

I-3


BAB IV

PENUTUP Pada bab penutup berisikan hasil akhir dari pembuatan laporan Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum, yaitu kesimpulan dan saran yang memuat kesimpulan dari keseluruhan bab serta saran untuk perbaikan isi laporan selanjutnya.

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN


I-4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan makhluk hidup di bumi ini. Fungsi air bagi kehidupan tidak dapat digantikan oleh senyawa lain. Penggunaan air yang utama dan sangat vital bagi kehidupan adalah sebagai air minum. Hal ini terutama untuk mencukupi kebutuhan air di dalam tubuh manusia itu sendiri. Kehilangan air untuk 15% dari berat badan dapat mengakibatkan kematian yang diakibatkan oleh dehidrasi. Karenanya orang dewasa perlu meminum minimal sebanyak 1,5 – 2 liter air sehari untuk keseimbangan dalam tubuh dan membantu proses metabolisme (Slamet, 2007 ). Air adalah semua air yang terdapat di atas dan di bawah permukaan tanah, kecuali air laut dan air fosil. Kelas air adalah peringkat kualitas air yang dinilai masih layak untuk dimanfaatkan bagi peruntukan tertentu. Klasifikasi mutu air ditetapkan menjadi 4 (empat) kelas. Kelas satu adalah air yang peruntukannya dapat digunakan untuk air baku air minum, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut (PP RI No. 82 Tahun 2001). Air bersihadalah 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 air minum, dimana persyaratan yang dimaksud adalah persyaratan dari segi kualitas air yang meliputi kualitas fisik, kimia, biologis radiologis,sehingga apabila dikonsumsi tidak menimbulkan efek samping(Ketentuan untuk Permenkes No.416/Menkes/PER/IX/1990) Menurut PERMENKES RI No. 416/MEN.KES/PER/IX/1990 tentang Syarat-syarat dan Pengawasan Kualitas Air, Air minum adalah air yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum. Sedangakan air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak. Menurut PP RI No. 16 Tahun 2005 tentang Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum, air minum adalah air minum rumah tangga yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum. Sedangkan air baku untuk air minum rumah tangga, yang selanjutnya disebut air baku adalah air yang dapat berasal dari sumber air permukaan, cekungan air tanah dan/atau air hujan yang memenuhi baku mutu tertentu sebagai air baku untuk air minum. Penyediaan air minum adalah kegiatan menyediakan air minum untuk memenuhi kebutuhan masyarakat agar Samuel Mangihut (120407043) Widya Winanada (130407008)

Irmayanti (130407014) Dhia Darin Silfi (130407028)

II - 1

Tugas Besar Perancanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238)

mendapatkan kehidupan yang sehat, bersih, dan produktif. Sistem penyediaan air minum yang selanjutnya disebut SPAM merupakan satu kesatuan sistem fisik (teknik) dan non fisik dari prasarana dan sarana air minum.

2.2 Sumber Air di Alam Sumber air di alam terdiri atas air laut, air atmosfir (air metereologik), air permukaan, dan air tanah, (Sutrisno, 2004). 1. Air Laut Air laut mempunyai sifat asin, karena mengandung garam NaCl. Kadar garam NaCl dalam air laut tidak memenuhi syarat untuk air minum. 2. Air Atmosfir, Air Meteriologik Dalam kehidupan sehari-hari air ini dikenal sebagai air hujan. Air hujan memiliki sifat agresif terutama terhadap pipa-pipa penyalur maupun bak-bak reservoir, sehingga hal ini akan mempercepat terjadinya korosi (karatan). Disamping itu air hujan ini mempunyai sifat lunak sehingga akan boros terhadap pemakaian sabun. 3. Air Permukaan Dalam buku Pengantar Kesehatan Lingkungan, air permukaan merupakan salah satu sumber penting bahan baku air bersih, (Chandra, 2006). Faktor-faktor yang harus diperhatikan, antara lain : a. Mutu atau kualitas baku b. Jumlah atau kuantitasnya c. Kontinuitasnya Yang termasuk air permukaan meliputi : a. Air Sungai. b. Air Rawa. 4. Air Tanah Dalam buku Pengantar Kesehatan lingkungan, air tanah merupakan sebagian air hujan yang mencapai permukaan bumi dan menyerap ke dalam lapisan tanah dan menjadi air tanah, (Chandra, 2006). Adapun jenis-jenis air tanah, antara lain yaitu : a. Air Tanah Dangkal Air tanah dangkal terjadi karena daya proses peresapan air dari permukaan tanah. b. Air Tanah Dalam Air tanah dalam dikenal juga dengan air artesis. Air ini terdapat diantara dua lapisan kedap air.

Samuel Mangihut (120407043) Widya Winanada (130407008)


II - 2


c. Mata Air Mata air merupakan air tanah yang keluar dengan sendirinya ke permukaan tanah.Berdasarkan keluarnya (munculnya ke permukaan tanah) mata air dapat dibedakan atas : a. Mata Air Rembesan, yaitu mata air yang airnya keluar dari lereng-lereng b. Umbul, yaitu mata air dimana airnya keluar ke permukaan pada suatu dataran.

2.3 Syarat Air Bersih Pemenuhan kebutuhan akan air bersih haruslah memenuhi dua syarat yaitu kuantitas dan kualitas (Depkes RI, 2005). 2.3.1 Syarat Kuantitas Kebutuhan masyarakat terhadap air bervariasi dan bergantung pada keadaan iklim, standar kehidupan, dan kebiasaan masyarakat, (Chandra, 2006). Konsumsi air bersih di perkotaan Indonesia berdasarkan keperluan rumah tangga, diperkirakan sebanyak 138,5 liter/orang/hari dengan perincian yaitu untuk mandi,cuci, kakus 12 liter, minum 2 liter, cuci pakaian 10,7 liter, kebersihan rumah 31,4 liter, taman 11,8 liter, cuci kendaraan 21,8 liter, wudhu 16,2 liter, lain-lain 33,3 liter, (Slamet, 2007). 2.3.2 Syarat Kualitas Syarat kualitas meliputi parameter fisik, kimia, radioaktivitas, dan mikrobiologis yang memenuhi

syarat

kesehatan

menurut

Peraturan

Menteri

Kesehatan

RI

Nomor

416/Menkes/Per/IX/1990 tentang Syarat-syarat dan Pengawasan Kualitas Air, (Slamet, 2007). a. Parameter Fisik Air yang memenuhi persyaratan fisik adalah air yang tidak berbau, tidak berasa, tidak berwarna, tidak keruh atau jernih, dan dengan suhu sebaiknya dibawah suhu udara sedemikian rupa sehingga menimbulkan rasa nyaman, dan jumlah zat padat terlarut (TDS) yang rendah.  Bau Air yang berbau selain tidak estetis juga tidak akan disukai oleh masyarakat. Bau air dapat memberi petunjuk akan kualitas air.  Rasa Air yang bersih biasanya tidak memberi rasa/tawar. Air yang tidak tawar dapat menunjukkan kehadiran berbagai zat yang dapat membahayakan kesehatan.  Warna Air sebaiknya tidak berwarna untuk alasan estetis dan untuk mencegah keracunan dari berbagai zat kimia maupun mikroorganisme yang berwarna. Warna dapat disebabkan adanya tannin dan asam humat yang terdapat secara alamiah di air rawa, berwarna kuning muda, Samuel Mangihut (120407043) Widya Winanada (130407008)


II - 3


menyerupai urin, oleh karenanya orang tidak mau menggunakannya. Selain itu, zat organik ini bila terkena khlor dapat membentuk senyawa-senyawa khloroform yang beracun. Warna pun dapat berasal dari buangan industri.  Kekeruhan Kekeruhan air disebabkan oleh zat padat yang tersuspensi, baik yang bersifat anorganik maupun yang organik. Zat anorganik, biasanya berasal dari lapukan batuan dan logam, sedangkan yang organik dapat berasal dari lapukan tanaman atau hewan. Buangan industri dapat juga merupakan sumber kekeruhan.  Suhu Suhu air sebaiknya sejuk atau tidak panas terutama agar tidak terjadi pelarutan zat kimia yang ada pada saluran/pipa yang dapat membahayakan kesehatan, menghambat reaksi-reaksi biokimia didalam saluran/pipa, mikroorganisme patogen tidak mudah berkembang biak, dan bila diminum air dapat menghilangkan dahaga.  Jumlah Zat Padat Terlarut Jumlah zat padat terlarut (TDS) biasanya terdiri atas zat organik, garam anorganik, dan gas terlarut. Bila TDS bertambah maka kesadahan akan naik pula. Selanjutnya, efek TDS ataupun kesadahan terhadap kesehatan tergantung pada spesies kimia penyebab masalah tersebut. b. Parameter Mikrobiologis Sumber- sumber air di alam pada umumnya mengandung bakteri. Jumlah dan jenis bakteri berbeda sesuai dengan tempat dan kondisi yang mempengaruhinya. Oleh karena itu air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari harus bebas dari bakteri patogen. Bakteri golongan coli tidak merupakan bakteri golongan patogen, namum bakteri ini merupakan indikator dari pencemaran air oleh bakteri patogen. c. Parameter Radioaktivitas Dari segi parameter radioaktivitas, apapun bentuk radioaktivitas efeknya adalah sama, yakni menimbulkan kerusakan pada sel yang terpapar. Kerusakan dapat berupa kematian, dan perubahan

komposisi

genetik.

Kematian

sel

dapat

diganti

kembali

apabila

sel

dapatberegenerasi dan apabila tidak seluruh sel mati. Perubahan genetis dapat menimbulkan berbagai penyakit seperti kanker dan mutasi. d. Parameter Kimia Dari segi parameter kimia, air yang baik adalah air yang tidak tercemar secara berlebihan oleh zat-zat kimia yang berbahaya bagi kesehatan antara lain air raksa (Hg), alumunium (Al), arsen (As), barium (Ba), besi (Fe), flourida (F), tembaga (Cu), derajat keasaman (pH), dan zat kimia lainnya. Kandungan zat kimia dalam air bersih yang digunakan Samuel Mangihut (120407043) Widya Winanada (130407008)


II - 4


sehari-hari hendaknya tidak melebihi kadar maksimum yang diperbolehkan seperti tercantum dalam Peraturan Menteri Kesehatan RI Nomor 416/Menkes/Per/IX/1990. Penggunaan air yang mengandung bahan kimia beracun dan zat-zat kimia yang melebihi ambang batas berakibat tidak baik bagi kesehatan dan material yang digunakan manusia, contohnya antara lain sebagai berikut :  pH Air sebaiknya tidak asam dan tidak basa (netral) untuk mencegah terjadinya pelarutan logam berat dan korosi jaringan distribusi air. pH yang dianjurkan untuk air bersih adalah 6,5 – 9.  Besi(Fe) Kadar besi (Fe) yang melebihi ambang batas (1,0 mg/l) menyebabkan berkurangnya fungsi paru-paru dan menimbulkan rasa, warna (kuning), pengendapan pada dinding pipa, pertumbuhan bakteri besi, dan kekeruhan.  Klorida Klorida adalah senyawa halogen klor (Cl). Dalam jumlah banyak, klor (Cl) akan menimbulkan rasa asin, korosi pada pipa sistem penyediaan air panas. Sebagai desinfektan, residu klor (Cl) di dalam penyediaan air sengaja dipelihara, tetapi klor (Cl) ini dapat terikat pada senyawa organic dan membentuk halogenhidrokarbon (Cl-HC) banyak diantaranya dikenal

sebagai

senyawa-senyawa

karsinogenik.

Kadar

maksimum

klorida

yang

diperbolehkan dalam air bersih adalah 600 mg/l.  Tembaga (Cu) Tembaga (Cu) sebetulnya diperlukan bagi perkembangan tubuh manusia. Tetapi, dalam dosis tinggi dapat menyebabkan gejala GI, SSP, ginjal, hati; muntaber, pusing kepala, lemah, anemia, kramp, konvulsi, shock, koma dan dapat meninggal. Dalam dosis rendah menimbulkan rasa kesat, warna, dan korosi pada pipa, sambungan, dan peralatan dapur.  Mangan (Mn) Mangan (Mn) adalah metal kelabu-kemerahan. Keracunan seringkali bersifat khronis sebagai akibat inhalasi debu dan uap logam. Gejala yang timbul berupa gejala susunan syaraf: insomnia, kemudian lemah pada kaki dan otot muka sehingga ekspresi muka menjadi beku dan muka tampak seperti topeng (mask). Bila pemaparan berlanjut maka bicaranya melambat dan monoton, terjadi hyperrefleksi, clonus pada patella dan tumit, dan berjalan seperti penderita parkinsonism.  Seng (Zn) Di dalam air minum akan menimbulkan rasa kesat dan dapat menyebakan gejala muntaber. Seng (Zn) menyebabkan warna air menjadi opalescent dan bila dimasak akan Samuel Mangihut (120407043) Widya Winanada (130407008)


II - 5


timbul endapan seperti pasir. Kadar maksimum seng (Zn) yang diperbolehkan dalam air bersih adalah 15 mg/l. 2.4 Langkah – Langkah Sistem Pengolahan Air Bersih Menurut Sulistyoweni (2002), prinsip penjernihan air menurut sumber air sebagai berikut: a. Air yang berasal dari air sungai

Gambar 2.1 Skema Pengolahan Air Minum Bersumber Air Sungai Sumber: Rekayasa Lingkungan, 2002

b. Air yang berasal dari air tanah Air Tanah

Aerasi

Filtrasi

Resevoir

Distribusi

Desinfektan Gambar 2.2 Skema Pengolahan Air Minum Bersumber Air Tanah Sumber: Rekayasa Lingkungan, 2002

Menurut Darmasetiawan (2004), strategi pengolahan dapat dilakukan dengan dua cara yaitu dengan sistem pengolahan lengkap dan sistem pengolahan kombinasi. Sistem pengolahan lengkap adalah sistem pengolahan dengan menggunakan seluruh komponen yang terdiri dari: a. pra sedimentasi b. koagulasi-flokulasi c. sedimentasi d. filtrasi dan e. desinfeksi



II - 6


Sedangkan sistem pengolahan kombinasi merupakan sistem kombinasi diantara jenis atau komponen pengolahan yang ada. Strategi pengolahan untuk masing-masing jenis air berdasarkan karakteristik jenis air yang ada, adalah sebagai berikut: 1. Air permukaan dengan tingkat kekeruhan yang tinggi Pada jenis air ini, pengolahan dapat dilakukan dengan langkah sebagai berikut: Langkah 1 Karena kekeruhan yang tinggi akibat besarnya kandungan sedimen dalam air baku, maka urutan proses pengolahan yang diusulkan adalah: a) prasedimentasi b) koagulasi-flokulasi c) sedimentasi d) filtrasi dan e) desinfeksi Diawalinya proses pengolahan dengan prasedimentasi menyebabkan bahan kimia yang digunakan pada proses selanjutnya akan lebih kecil sehingga lebih ekonomis. Langkah 2 Pengolahan air dengan menggunakan saringan pasir lambat. Sebelum proses penyaringan, terlebih dahulu dilakukan proses pengendapan sampai kekeruhan mencapai 50 mg/L SiO2 . 2. Air permukaan dengan tingkat kekeruhan yang rendah sampai sedang Pada jenis air ini, pengolahan dapat dilakukan dengan alternatif sebagai berikut : Langkah 1 Dengan tingkat kekeruhan yang lebih rendah, maka proses pengolahan dapat dilakukan cukup hanya dengan: a) Koagulasi,flokulasi b) sedimentasi c) filtrasi dan d) desinfeksi Langkah 2 Pengolahan air dengan menggunakan saringan pasir lambat. Sebelum proses penyaringan, terlebih dahulu dilakukan proses pengendapan sampai kekeruhan mencapai 50 mg/L SiO2 . 1) Pada saat air tidak keruh, air diolah dengan saringan pasir cepat bertekanan (pressure filter).



II - 7


2) Pada saat air keruh, filter over load dan clogging (tidak berfungsi). Untuk pelayanan dimanfaatkan air dari reservoir. 3. Air permukaan dengan kandungan warna yang sedang sampai tinggi Urutan proses pengolahan untuk air permukaan dengan tingkat warna yang tinggi adalah : a) koagulasi-flokulasi b) sedimentasi c) filtrasi d) desinfeksi Pada pengolahan jenis ini, lebih banyak koagulan yang dipakai dan akan lebih baik dengan pembubuhan lumpur kaolin, bentonite atau lumpur setempat. Pembubuhan koagulan dimaksudkan untuk memperberat flok yang dihasilkan. Pada jenis air berwarna, koagulasi harus dilakukan dengan tingkat energi yang lebih tinggi, waktu flokulasi dan sedimentasi yang lebih lama dari pada air tidak berwarna. 1. Air permukaan dengan kesadahan yang tinggi Proses pengolahan untuk air permukaan dengan kesadahan yang tinggi adalah dengan proses kapur soda, yaitu dengan pemisahan Ca secara kimiawi untuk kemudian diendapkan di bak pengendap.Apabila kesadahan yang dominan bersifat sementara, dapat dilakukan penyaringan dengan saringan marmer yang dilanjutkan dengan desinfeksi. 2. Air permukaan dengan kekeruhan sangat rendah Pada kasus air permukaan dengan tingkat kekeruhan sangat rendah, dapat dilakukan pengolahan langsung yang terdiri dari proses filtrasi yang dilanjutkan dengan proses desinfeksi. Sebenarnya air dari hasil pengolahan ini sudah cukup baik untuk dikonsumsi langsung tetapi dalam rangka menjaga partikulat yang masuk maka perlu dilakukan filtrasi, dan untuk menjaga supaya tidak terjadi kontaminasi bakteriologis maka perlu dilakukan desinfeksi. 2.5 Proses Pengolahan Air Bersih Air merupakan kebutuhan pokok bagi kehidupan manusia. Dalam kehidupan sehari-hari manusia selalu memerlukan air terutama untuk minum, masak, mandi, mencuci dan sebagainya. Pada saat ini, persentase penduduk di Indonesia yang sudah mendapatkan pelayanan air bersih dari badan atau perusahaan air minum masih sangat kecil yaitu untuk daerah perkotaan sekitar 45 % , sedangkan untuk daerah pedesaan baru sekitar 36 % . Di daerah - daerah yang belum mendapatkan pelayanan air bersih tersebut, penduduk biasanya menggunakan air sumur galian, air sungai yang kadang- kadang bahkan sering kali Samuel Mangihut (120407043) Widya Winanada (130407008)


II - 8


air yang digunakan kurang memenuhi standart air minum yang sehat. Bahkan untuk daerah yang sangat buruk kualitas air tanah maupun air sungainya, penduduk hanya menggunakan air hujan untuk memenuhi kebutuhan akan air minum. Oleh karena itu di daerah - daerah seperti ini, persentase penderita penyakit yang disebabkan akibat penggunaan air minum yang kurang bersih atau kurang memenuhi syarat kesehatan masih sangat tinggi. Dalam rangka penyediaan air minum yang bersih dan sehat bagi masyarakat pedesaan yang mana kualitas air tanahnya buruk serta belum mendapatkan pelayanan air minum dari PAM, perlu memasyarakatkan alat pengolah air Minum sederhana yang murah dan dapat dibuat oleh masyarakat dengan menggunakan bahan yang ada dipasaran setempat. Salah satu alat pengolah air minum sederhana tersebut adalah alat pengolah air minum yang merupakan paket terdiri dari Tong (Tangki), Pengaduk, Pompa aerasi dan saringan dari pasir atau disingat Model TP2AS. Alat ini dirancang untuk keperluan rumah tangga sedemikian rupa sehingga cara pembuatan dan cara pengoperasiannya mudah serta biayanya murah. Beberapa jenis proses pemisahan yang dapat dilakukanpengolahannya, untuk pengolahan air minum yang air bakunya mengandung zat besi dan mangan dan zat organik, biasaanya dapat melakukan proses pengolahan dengan cara kimiawi, selain itu ada beberapa proses yang bisa digunakan untuk pengolahan air minum yang digunakan yaitu seperti penggunaan bak sedimentasi, filtrasi,koagulasi,Koagulan, floakulasi dan densinfektan.

2.5.1 Proses Pemisahan zat padat dari air baku secara kimiawi Air baku yang masih tetap keruh meski telah diendapkan selama lebih dari satu jam atau lebih, mengindikasikan bahwa dalam air tersebut masih terdapat koloid-koloid yang melayang-layang, yang tidak akan mengendap. Dengan kondisi seperti ini, efek gravitasi hanya sedikit atau hampir tidak ada pengaruhnya terhadap proses pemisahan kontaminan. Pemisahan kontaminan dari air baku jenis ini lebih efektif dilakukan dengan cara kimiawi, yaitu dengan menggunakan zat kimia. Dengan menambahkan atau mencampurkan zat kimia ke dalam air baku, maka akan terjadi proses koagulasi, yang secara harfiah dapat diartikan sebagai proses pembekuan atau penggumpalan. Secara kimia, koagulasi merupakan proses destabilisasi muatan pada zat padat yang terlarut oleh zat kimia koagulan sehingga zat padat tersebut menggumpal dan dapat mengendap. Pada prinsipnya zat koagulan yang dapat dipakai adalah semua unsur dengan kation bervalensi dua keatas, dengan daya elektrolit yang kuat, misalnya : Fe, Al, Ba. Yang umum dipakai adalah: a. Jenis Aluminium (Al) dan turunannya, yaitu: Samuel Mangihut (120407043) Widya Winanada (130407008)


II - 9


1) Aluminium Sulfat atau tawas (Al3(SO4)2.18H2O) dan 2) Poli Aluminium Chloride (PAC) b. Jenis logam besi (Fe), yaitu : 1) Fero Sulfat (Fe(SO4)) 2) Feri Chloride (FeCl3) Berikut proses yang akan dilakukan: 2.5.2. Koagulasi dan Flokulasi Suatu larutan koloidal yang mengandung partikel-partikel kecil dan koloid dapat dianggap stabil bila : 1. Partikel-partikel kecil ini terlalu ringan untuk mengendap dalam waktu yang pendek (beberapa jam). 2. Partikel-partikel tersebut tidak dapat menyatu, bergabung dan menjadi partikel yang lebih besar dan berat, karena muatan elektris pada permukaan elektrostatis antara partikel satu dengan lainnya. Tujuan dari koagulasi dan flokulasi adalah untuk mengubah partikel-partikel kecil seperti warna dan kekeruhan menjadi flok yang lebih besar, baik sebagai presipitat ataupun partikel tersuspensi. Flok-flok ini kemudian dikondisikan sehingga dapat disisihkan dalam proses berikutnya. Secara teknis, koagulasi berlaku bagi penyisihan dari partikel koloid yaitu partikel yang biasanya berukuran 0,001-1 µm seperti asam humus, tanah liat, virus dan protein. Proses pembentukan flok adalah sebagai berikut : 

Destabilisasi partikel koloid



Pembentukan mikroflok



Penggabungan mikroflok



Pembentukan makroflok

a. Koagulasi Koagulasi merupakan proses destabilisasi koloid akibat netralisasi muatan elektrostatik dengan penambahan koagulan. Untuk melaksanakan koagulasi secara efektif, koagulan yang ditambahkan harus disebarkan secara cepat dan merata ke dalam air baku. Pencampuran dapat dilaksanakan dengan cara pengadukan secara hidrolis, mekanis atau pneumatis. Koagulan yang dapat digunakan antara lain: 1. Alumunium Sulfat (Al2(SO4)3), atau dikenal dengan nama tawas, merupakan koagulan yang sering digunakan karena harganya murah dan mudah diperoleh. pH optimum untuk proses koagulasi dengan tawas adalah sekitar 6,5-7,5. Bila pH air yang akan dikoagulasi



II - 10


lebih kecil dari 6,5 atau lebih besar dari 7,5, perlu dilakukan penaikkan atau penurunan pH terlebih dahulu, misalnya dengan penambahan kapur. 2. Senyawa besi, seperti FeCl3 dan FeSO4. FeCl3 dapat digunakan untuk air yang mengandung hidrogen sulfida. 3. PAC (Poli Alumunium Chloride) Dengan pembubuhan koagulan, maka stabilitas larutan koloidal yang mengandung partikel-partikel kecil dan koloid akan terganggu karena molekul-molekul

koagulan

dapat

menempel

pada

permukaan

koloid

dan

mengubahmuatanelektrisnya. Misalnya molekul Al pada alum yang bermuatan positif, akan menetralkan muatan koloid yang biasanya bermuatan negatif.

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses koagulasi : 1. Kualitas air 2. Jumlah dan karakteristik partikel koloid 3. pH 4. Pengadukan cepat, waktu pengadukan, dan kecepatan paddles 5. Temperatur 6. Alkalinitas 7. Karakteristik dari ion-ion di dalam air Tabel 2.1 Kriteriaperencanaanunitkoagulasi(pengadukcepat)

Unit

Kriteria

Pengadukcepat •Tipe

Hidrolis: - terjunan - saluranbersekat - dalaminstalasipengolahanair bersekat Mekanis: -Bilah(Blade),pedal(padle) Kinstalasi pengolahan airs

Sumber:(SNI6774:2008)

-Flotasi 1–5

b. Flokulasi Flokulasi berfungsi mempercepat tumbukan antara >750 partikel koloid yang sudah •Waktupengadukan(detik) terdestabilisasi supaya bergabung membentuk mikroflok ataupun makroflok yang secara teknis dapat•NilaiG/detik diendapkan. Berbeda dengan proses koagulasi dimana faktor kecepatan tidak



II - 11


menjadi kendala, pada flokulator terdapat batas maksimum kecepatan untuk mencegah pecahnya flok akibat tekanan yang berlebihan. Tenaga yang dibutuhkan untuk pengadukan secara lambat dari air selama flokulasi dapat diberikan secara mekanis maupun hidrolis . Tingkat keselesaian dari proses flokulasi bergantung pada kemudahan dan kecepatan mikroflok kecil bersatu menjadi flok yang lebih besar dan jumlah total terjadinya tumbukan partikel selama flokulasi. Tabel 2.2Kriteriaperencanaanunitflokulasi(pengaduklambat)

Flokulator Kriteriaumum G(gradienkecepatan) 1/detik

horizontal

vertikal

dengan pedal

dengan bilah

60(menurun)

60(menurun)–

70(menurun)

–5

10

–10

hidrolis

Waktutinggal(menit)

30–45

Tahapflokulasi(buah)

6–10 Bukaanpintu/

Pengendalianenergi

Flokulatormekanis sumbu Sumbu

Sekat

30–40

20–40

Flokulator Clarifier

100–10 20–100

3–6

2–4

1

Kecepatan

Kecepatan

Kecepatan

putaran

putaran

aliran air

Kecepatanaliran max.(m/det)

0,9

0,9

1,8–2,7

1,5–0,5

Luasbilah/pedal dibandingkan luasbak

--

5–20

0,1–0,2

-

(%) Kecepatanperputaran sumbu (rpm) Tinggi(m)

--

1–5

8–25

2–4*

Sumber: (SNI6774:2008)

2.5.3. Sedimentasi Sedimentasi adalah suatu proses yang dirancang untuk menghilangkan sebagian besar padatan yang dapat mengendap dengan pengendapan secara gravitasi. Hasil yang tersisa adalah berupa cairan jernih dan suspensi yang lebih pekat. Sedimentasi adalah salah satu unit proses yang paling umum digunakan dalam proses pengolahan air. Partikel akan mengendap dalam salah satu dari 4 cara, bergantung pada konsentrasi dari suspensi tersebut dan sifat-sifat flokulasi dari partikel. Empat cara pengendapan pada Sedimentasi : 1. Pengendapan Tipe 1, untuk menghilangkan partikel diskret 2. Pengendapan Tipe 2, untuk menghilangkan partikel non diskret 3. Pengendapan Tipe 3, disebut juga Zone Settling Samuel Mangihut (120407043) Widya Winanada (130407008)


II - 12


4. Pengendapan Tipe 4, disebut juga Compression Tabel 2.3 Kriteria Perencanaan Unit Sedimentasi (Penegendap) Bak

Bak Persegi

Persegi

Aliran Vertikal

(Aliran

(Menggunakan

Horizon

Pelat/Tabung

tal)

Pengendap)

0,8 – 2,5

3,8 – 7,5*)

1,3 – 1,9

2–3

0,5 – 1,0

3–6

3–6

3–5

3–6

0,5 – 1,0

1,5 – 3

0,07**)

1–3

1–2

2 – 2,5

> 1,5

–

–

–

–

< 11

< 11

3,8 – 15

7 – 15

7,2 – 10

< 2000

< 2000

–

–

< 2000

–

Max 0,15

–

–

–

> 10-5

> 10-5

–

–

> 10-5

–

–

–

<1

<1

Sirkulasi Lumpur

–

–

–

Kemiringan Dasar

45° – 60°

45° – 60°

45° – 60°

> 60°

45° – 60°

12 – 24

8 – 24

12 – 24

Kontinyu

12 –

Kriteria Umum

Beban Permukaan (m3/m2/jam) Kedalaman (m) Waktu Tinggal (jam) Lebar/Panjang Beban Pelimpah (m3/m/jam) Bilangan Reynold

Bak Bundar (Aliran Vertikal – Radial)

Bak Bundar (Kontak

Clarifier

Padatan)

Kecepatan pada Pelat/Tabung Pengendap (m/menit) Bilangan Fraude Kecepatan Vertikal (cm/menit)

3 – 5% dari input

–

Bak (Tanpa Scraper) Periode Antar Pengurasan

24***)

Lumpur (jam) Kemiringan

30°/60

30°/60

30°/60

30°/60

30°/60°

Tube/Plate Sumber: SNI 6774:2008 Keterangan:

*) luas bak yang ditutupi oleh pelat/tabung pengendap

**)waktu retensi pada pelat/tabung pengendap ***) pembuangan lumpur sebagian Samuel Mangihut (120407043) Widya Winanada (130407008)


II - 13


Tangki sedimentasi yang ideal terdiri dari : 1. Zona inlet, dimana air didistribusikan sepanjang bagian yang menyilang. 2. Zona pengendapan, yaitu partikel tersuspensi diendapkan, air berada dalam keadaan diam. 3. Zona lumpur, dimana partikel yang mengendap dikumpulkan. 4. Zona outlet, adalah bagian untuk menyalurkan air yang sudah tidak mengandung partikel yang dapat diendapkan keluar dari tangki Aliran pada tangki sedimentasi dapat horizontal maupun vertikal. Bentuk tangki dapat berupa lingkaran, persegi panjang, ataupun segiempat sama sisi. Kedalaman tangki berkisar antara 2 sampai 5 meter. Rata-rata dibuat tangki dengan kedalaman 3 meter. Tangki persegi panjang dapat berukuran panjang hingga 30 meter dan lebar 10 meter. Ukuran dari scrappers mekanik juga mempengaruhi ukuran bak. Kemiringan dasar tangki berkisar antara 2 sampai 6 persen.Lumpur yang terkumpul pada dasar tangki dikeluarkan dengan membilasnya ke dalam suatu wadah atau mengumpulkannya ke dalamhopper dan kemudian mengambilnya secara gravitasi atau menggunakan pompa. Lumpur juga dapat dikeluarkan dibawah tekanan hidrostatik air pada tangki sedimentasi. Untuk

memperbaiki

kinerja

dari

bak

sedimentasi

dapat

digunakan tube

settler ataupun plate settler. Tube settler tersedia dalam 2 konfigurasi dasar, yaitu horizontal tubes dan steeply inclined. Horizontal tubes dioperasikan dalam sambungan dengan unit filtrasi yang mengikuti unit sedimentasi. Tube-tube tersebut akan terisi zat padat dan dibersihkan dengan backwash dari filter. Horizontal tubes settlers digunakan pada instalasi dengan kapasitas kecil (3,785 m3/hari). Steeply inclined tube settlers membersihkan lumpur secara kontinu melalui pola aliran yang dibuat. Karena kedalaman yang dangkal dari steeply inclined tube settlers dan pembersihan lumpur yang kontinu, ukuran instalasi menjadi tidak terbatas. 2.5.4Filtrasi Filtrasi adalah suatu proses pemisahan solid dari cairan dimana cairan (air) dilewatkan melalui suatu media yang berongga atau materi berongga lainnya untuk menyisihkan sebanyak mungkin materi tersuspensi. Filtrasi digunakan di pengolahan air untuk menyaring air yang telah dikoagulasi dan mengendap untuk menghasilkan air minum dengan kualitas yang baik. Menurut tipe media yang digunakan, filter dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1. Filter dengan media tunggal 2. Filter dengan media ganda 3. Filter dengan multi media Menurut laju filtrasinya, filter dibedakan menjadi 2 : 1. Slow Sand Filter Samuel Mangihut (120407043) Widya Winanada (130407008)


II - 14


Pada slow sand filter medium pasir yang digunakan umumnya hanya disyaratkan bebas lumpur dan organik. Urutan diameter butir pasir dari atas ke bawah tidak teratur (tidak terstratifikasi). Proses penyaringan yang lambat dalam slow sand filter memungkinkan kontak yang cukup lama antara air dengan media filter sehingga proses biologis terjadi, terutama pada permukaan media yang berada di atas. Biomassa yang terbentuk pada medium filter bersama suspended partikel disebut sebagai ”Scmutz decke” yang bersifat aktif dalam proses penyisihan senyawa organik dan anorganik terlarut lainnya.

2.

Rapid Sand Filter Mekanisme penyaringan pada rapid sand filter sama dengan mekanisme pada slow sand

filter. Perbedaannya adalah pada beban pengolahan dan penggunaan media filter. Beban pengolahan pada RSF jauh lebih tinggi daripada SSF. RSF memanfaatkan hampir seluruh media sebagai media filter (in-depth filter) sedangkan SSF hanya pada lapisan teratas saja. Selain itu, RSF hanya efektif untuk menyaring suspensi kasar dalam bentuk flok halus yang lolos dari sedimentasi sedangkan SSF dapat meyaring suspensi halus (bukan koloid) dan mempunyai lapisan biomassa yang aktif. Dalam proses filtrasi oleh granular filter terdapat beberapa mekanisme yang terjadi, yaitu : 1. Mechanical Straining Mekanisme mechanical straining terjadi akibat partikel atau flok tertahan karena mempunyai ukuran yang lebih besar dari lubang pori, sehingga partikel tidak lolos. 2. Sedimentasi Hasil yang tersisa adalah berupa cairan jernih dan suspensi yang lebih pekat. 3. Adsorpsi Sebagian partikel yang halus akan teradsorpsi oleh permukaan media filter karena ada tumbukan dan gaya tarik antar partikel. Ketika mekanisme filtrasi tersebut terjadi secara simultan, secara kuantitatif umumnya mekanisme yang pertama lebih dominan. Untuk meningkatkan efektivitas media, dalam arti meningkatkan volume atau kedalaman media, digunakan ”dual media” yang umumnya menggunakan media yang lebih ringan. Persyaratan dari penggunaan dual media adalah kecepatan pengendapan dari medium yang paling besar harus lebih kecil dari kecepatan pengendapan media yang lebih berat dengan diameter yang paling kecil. Persyaratan ini diperlukan supaya kedua media tersebut tidak tercampur setelah pencucian dengan teknik backwashing.



II - 15

Tugas Besar Perancanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238) Tabel 2.4 Kriteria Perencanaan Unit Filtrasi (Saringan Cepat) Jenis Saringan No.

Unit

Saringan Biasa (Gravitasi)

1.

Jumlah Bak Saringan

2.

Kecepatan Penyaringan (m/jam)

3.

Pencucian: 

Sistem Pencucian

Bertekanan

N = 12 Q0,5*)

Minimum 5 Bak

–

6 – 11

6 – 11

12 – 33

Tanpa/Dengan

Tanpa/Dengan

Tanpa/Dengan

Blower dan/atau

Blower dan/atau

Blower dan/atau

Surface Wash

Surface Wash

Surface Wash

36 – 50

36 – 50

72 – 198



Lama Pencucian (menit)

10 – 15

10 – 15

–



Periode

18 – 24

18 – 24

–

30 – 50

30 – 50

30 – 50

antara

Dua

Ekspansi (%)

Media Pasir: 

Tebal (mm)

300 – 700

300 – 700

300 – 700



Singel Media

600 – 700

600 – 700

600 – 700



Media Ganda

300 – 600

300 – 600

300 – 600



Ukuran Efektif (ES), mm

0,3 – 0,7

0,3 – 0,7

–



Koefisien

1,2 – 1,4

1,2 – 1,4

1,2 – 1,4

2,5 – 2,65

2,5 – 2,65

2,5 – 2,65

0,4

0,4

0,4

> 95%

> 95%

> 95%

Keseragaman,

UC

6.

Saringan

Saringan

Kecepatan (m/jam)



5.

Pencucian antar



Pencucian (jam)

4.

Saringan dengan



Berat Jenis (kg/dm3)



Porositas



Kadar SiO2

Media Antrasit: 

Tebal (mm)

400 – 500

400 – 500

400 – 500



ES (mm)

1,2 – 1,8

1,2 – 1,8

1,2 – 1,8



UC

1,5

1,5

1,5



Berat Jenis (kg/dm3)

1,35

1,35

1,35



Porositas

0,5

0,5

0,5

80 – 100

80 – 100

–

2–5

2–5

–

80 – 100

80 – 100

–

Filter Botom/Dasar Saringan 1) Lapisan

Penyangga

dari

Atas ke Bawah 

Kedalaman (mm) Ukuran Butir (mm)



Kedalaman (mm)



II - 16

Tugas Besar Perancanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238) Lanjutan Tabel 2.4 Jenis Saringan No.

Unit

Saringan Biasa (Gravitasi)



Pencucian antar Saringan

Saringan Bertekanan

5 – 10

5 – 10

–

Kedalaman (mm)

80 – 100

80 – 100

–

Ukuran Butir (mm)

10 – 15

10 – 15

–

Kedalaman (mm)

80 – 150

80 – 150

–

Ukuran Butir (mm)

15 – 30

15 – 30

–

Ukuran Butir (mm) 

Saringan dengan

2) Filter Nozel 

Lebar Slot Nozel (mm)

< 0,5

< 0,5

< 0,5



Prosentase

> 4%

> 4%

> 4%

Slot

Nozel

Terhadap Luas Filter (%)

Sumber: SNI 6774:2008

2.5.5

Disinfektan Setelah melalui proses filtrasi, pada prinsipnya air sudah memenuhi standard kualitas.

Namun untuk menghindari kontaminasi air dari mikroorganisme perlu dilakukan desinfeksi. Beberapa metode desinfeksi antara lain dengan metode chlorinasi, ozon atau dengan UV (Ultra Violet). Metode yang umumnya dilakukan adalah metode chlorinasi, sedang sistem ozon dan UV jarang dilakukan, khususnya pada skala besar. Chlorine, selain digunakan sebagai desinfektan juga dapat digunakan untuk mengendalikan keberadaan mikroorganisme dan sebagai oksidan. Sebagai oksidan, Chlorine berfungsi untuk : 1) Mengoksidasi Fe dan Mn 2) Menghilangkan rasa yang tidak enak di air 3) Menghilangkan warna di air 4) Menghilangkan amonia nitrogen. Proses desinfeksi air dengan metode klorinasi diawali dengan penyiapan larutan kaporit pada konsentrasi tertentu serta penetapan dosis klor yang tepat. Beberapa metode pembubuhan kaporit yang dapat diterapkan untuk mendapatkan pembubuhan yang cukup tepat secara kontinu serta tidak membutuhkan tenaga listrik antara lain: 1) Metode gravitasi tanpa atau dengan kotak pengatur tinggi pembubuhan yang konstan 2) Metode otomatis dengan pembubuhan yang sebanding dengan debit yang dibubuhkan Kedua metode ini sudah diterapkan di Indonesia dengan hasil yang cukup memuaskan.



II - 17


2.6Rencana Desain Dalam perencanaan unit pengolahan air minum terdapat kriteria-kriteria tertentu yang harus diperhatikan, antara lain: 2.6.1 Bangunan Pengambilan Air Baku Berdasarkan Pedoman Penyusunan Perencanaan Teknis Pengembangan SPAM, dasardasar perencanaan bangunan pengambilan air baku, meliputi: 1) Survei dan identifikasi sumber air baku, mengenai mata air, debit, kualitas air, dan pemanfaatan. 2) Perhitungan debit sumber air baku: Perhitungan debit air sungai pengukuran debit sungai dilakukandengan mengukur luas potongan melintang penampang basahsungai dan kecepatan rata-rata alirannya, dengan rumus: 𝑄 = 𝐴 . 𝑉…………………………………………………………………(2.1) 𝑉 = 𝐶. 𝑅. 𝑆……………………………………………………………… (2.2) dimana: Q

= debit (m³/detik)

A

= luas penampang basah (m²)

R

= jari-jari hidrolik (m)

S

= kemiringan/slope

𝐶 = 𝑘𝑜𝑒𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛𝐶ℎ𝑒𝑧𝑦

157,6 1+

𝑚 𝑅

……………………………………………….(2.3)

m = koefisien Bazin Data-data yang diperlukanmeliputi debit aliran, pemanfaatan sungai, tinggi muka airminimum dan tinggi muka air maksimum. 3) Persyaratan lokasi penempatan dan konstruksi bangunan pengambilan: a) Penempatan bangunan penyadap (intake) harus aman terhadap polusi yang disebabkan pengaruh luar (pencemaran oleh manusia dan mahluk hidup lain); b) Penempatan bangunan pengambilan pada lokasi yang memudahkan dalam pelaksanaan dan aman terhadap daya dukung alam (terhadap longsor dan lain-lain); c) Konstruksi bangunan pengambilan harus aman terhadap banjir air sungai, terhadap gaya guling, gaya geser, rembesan, gempa dan gaya angkat air (up-lift); d) Penempatan bangunan pengambilan disusahakan dapat menggunakan sistem gravitasi dalam pengoperasiannya; e) Dimensi bangunan pengabilan harus mempertimbangkan kebutuhan maksimum harian; f) Dimensi inlet dan outlet dan letaknya harus memperhitungkan fluktuasi ketinggian muka air; Samuel Mangihut (120407043) Widya Winanada (130407008)


II - 18


g) Pemilihan lokasi bangunan pengambilan harus memperhatikan karakteristik sumber air baku; h) Konstruksi bangunan pengambilan direncanakan dengan umur pakai (lifetime) minimal 25 tahun; i) Bahan/material konstruksi yang digunakan diusahakan menggunakan material lokal atau disesuaikan dengan kondisi daerah sekitar. 4) Tipe bangunan pengambilan air baku

Pemilihan bangunan pengambilan air permukaan dibedakan menjadi:  Bangunan penyadap (Intake) Bangunan penyadap berupa pipa (PVC/GI), dihitung dengan formulasebagai berikut:𝜙 =

4𝑄 𝜋𝑣

…………………………………………………………………..(2.4)

dengan pengertian: Φ = diameter pipa (m) Q = debit aliran (m3/detik) v = kecepatan aliran (m/detik)  Bangunan bak pengumpul a) Volume bak pengumpul = waktu detensi (td) x Qt = Panjang (P) x Lebar (L) x Tinggi (T)……………(2.5) b) Dimensi bak pengumpul: Panjang (P) = (3 – 4) x Lebar (L) Kedalaman (T) = 1 m – 1,5 m…………………………………………………..(2.6)



II - 19

BAB III GAMBARAN UMUM KELURAHAN TANAH ENAM RATUS DAN DATA EKSISTING 3.1 Umum Kelurahan Tanah Enam Ratus merupakan salah satu dari lima kelurahan yang berada di Pemerintahan Kecamatan Medan Marelan Kota Medan Provinsi Sumatera Utara yang mempunyai luas wilayah sekitar 3,42 Km 2. Kelurahan Tanah Enam Ratus berjarak kira-kira 3,5 Km dari Kantor Pusat Pemerintahan Kecamatan dan kira-kira berjarak 25 Km dari Pusat Kota. Secara geografis Kelurahan Tanah Enam Ratus memiliki batas-batas wilayah sebagai berikut: 1. Sebelah Utara berbatasan dengan Kelurahan Rengas Pulau, Medan Marelan 2. Sebelah Selatan berbatasan dengan Kelurahan Titi Papan, Medan Deli 3. Sebelah Timur berbatasan dengan Kelurahan Manunggal, Deli Serdang 4. Sebelah Barat berbatasan dengan Kelurahan Terjun, Medan Marelan Untuk lebih jelasnya peta administrasi Kelurahan Tanah Enam Ratus dapat dilihat pada Gambar 3.1.

3.2 Topografi Kelurahan Tanah Enam Ratus memiliki relief permukaan bumi yang relatif datar dan berada pada ketinggian lebih kurang 2 meter diatas permukaan laut. Wilayah seluruhnya berupa daratan, dan merupakan daerah dataran rendah yang memiliki luas 3,42 Km 2.Untuk lebih jelasnya peta tata guna lahan Kelurahan Tanah Enam Ratus dapat dilihat pada Gambar 3.2.

3.3 Iklim Kota Medan memiliki 2 buah stasiun pengamatan cuaca, yaitu Stasiun Sampali dan Stasiun Polonia. Berdasarkan data dari Stasiun Polonia, diketahui pada siang hari temperatur udara di Kelurahan Denai berkisar antara 30,1 – 33,1C dan pada malam hari, suhunya berkisar 23,7 – 29,4C. Sedangkan berdasarkan data dari Stasiun Sampali, diketahui pada siang hari temperatur udara di Kelurahan Denai berkisar antara 30,4 – 34,1C dan pada malam hari, suhunya berkisar 23,4  – 30,1  C.

Berdasarkan data dari Stasiun Polonia,

diketahui curah hujan rata-ratanya 220,45 mm/bulan dengan rata-rata hari hujan 18 hari/bulan pada tahun 2012. Sedangkan berdasarkan data dari Stasiun Sampali, diketahui curah hujan rata-ratanyanya 180,17 mm/bulan dengan rata-rata hari hujan 15 hari/bulan pada tahun 2012.


Data lengkap mengenai temperatur udara di Stasiun Polonia dapat dilihat pada Tabel 3.1. Sedangkan data lengkap mengenai temperatur udara di Stasiun Sampali daoat dilihat pada Tabel 3.2. Dan data-data mengenai banyaknya curah hujan dan banyaknya hari hujan dapat dilihat pada Tabel 3.3. Tabel 3.1Temperatur Udara di Stasiun Polonia Medan menurut Tahun/Bulan, Waktu, Maksimum, Minimum Tahun 2012 Waktu

Maksimum

Minimum

Tahun/ Bulan

07.00

13.00

18.00

RataRata

Rata-rata

Absolut

RataRata

Absolu t

Januari

24,0

30,1

27,6

26,7

31,0

34,2

23,7

22,0

Februari

24,8

31,1

28,4

27,3

31,7

33,2

24,1

23,0

Maret

25,2

31,8

28,3

27,8

32,3

33,8

24,1

23,0

April

25,3

31,3

27,9

27,6

32,2

33,4

24,0

22,0

Mei

25,5

31,5

28,4

27,7

32,3

32,6

24,3

21,4

Juni

25,4

32,5

29,4

28,2

33,1

34,4

25,0

21,6

Juli

25,0

31,8

28,3

27,5

32,4

35,8

23,7

22,8

Agustus

25,0

31,1

28,4

27,4

32,0

34,2

23,8

22,6

September

25,2

31,1

27,9

27,4

31,8

33,6

24,1

22,8

Oktober

25,2

30,3

27,0

27,0

31,0

32,4

24,3

22,0

November

25,3

30,7

27,3

27,3

31,5

33,0

24,1

22,4

Desember

25,1

30,2

27,3

27,3

31,0

31,8

24,3

23,2

2012

25,1

31,1

28,1

27,4

31,9

33,5

24,0

22,5

2011

24,2

31,7

28,8

31,8

32,2

34,2

23,7

22,5

2010

25,7

30,8

29,7

28,0

31,4

33,4

24,6

22,8

2009

24,2

31,3

28,9

27,2

32,3

34,6

23,8

22,7

Sumber: Stasiun Klimatologi Sampali Medan/Sampali Climatology Station, Medan

Dari Tabel 3.1 dapat dilihat temperatur udara yang paling tinggi pada tahun 2012 terjadi pada bulan Juli yaitu 35,8C dan temperatur udara yang paling rendah pada tahun 2012 terjadi pada bulan Mei yaitu 21,4C. Umumnya rata-rata temperatur udara perbulan hampir sama yaitu sekitar 26,7–28,2C. Tabel 3.2Temperatur Udara di Stasiun Sampali Medan menurut Tahun/Bulan, Waktu, Maksimum, Minimum Tahun 2012

Waktu

Tahun/

Maksimum

Minimum

Bulan

07.00

13.00

18.00

RataRata

Rata-rata

Absolut

RataRata

Absolu t

Januari

23,9

30,8

28,7

26,8

31,6

34,4

23,4

21,9

Februari

24,4

31,5

29,3

27,4

32,7

34,2

23,9

22,6

Maret

24,4

31,9

29,2

27,5

32,8

34,0

23,8

23,0

Samuel Mangihut (120407043) Irmayanti (130407014) WidyaWinanda (130407008)Dhia Darin Silfi(130407028)

III - 2

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238) April

24,4

31,8

28,4

27,3

32,8

34,0

23,9

23,1

Mei

24,9

32,0

28,8

27,6

32,9

33,4

24,1

23,0

Juni

24,5

33,3

30,1

28,1

34,1

36,9

23,9

21,0

Juli

24,0

32,1

29,0

27,3

33,0

36,1

23,5

22,4

Agustus

24,2

31,3

28,9

27,2

32,5

34,6

23,7

23,0

September

24,5

31,6

28,6

27,3

32,5

34,7

23,9

22,9

Oktober

24,4

30,4

28,0

26,8

31,5

32,9

23,7

22,0

November

-

-

-

-

-

-

-

-

Desember

24,5

30,4

28,3

26,9

31,5

33,3

-

-

2012

24,4

31,6

28,8

27,3

32,5

34,4

23,8

22,5

2011

24,88

30,34

27,92

27,02

31,48

33,33

24,10

22,53

2010

25,4

31,4

28,4

27,5

32,2

33,9

24,4

22,6

2009

24,8

30,8

27,9

27,1

31,7

33,3

24,0

22,5


Dari Tabel 3.2 dapat dilihat temperatur udara yang paling tinggi pada tahun 2012 terjadi pada bulan Juni yaitu 36,9C dan temperatur udara yang paling rendah pada tahun 2012 terjadi pada bulan Juni yaitu 21,0C. Umumnya rata-rata temperatur udara perbulan hampir sama yaitu sekitar 26,8–28,1C. Tabel 3.3 Curah Hujan dan Banyaknya Hari Hujan di Kota Medan Tahun 2012 Stasiun/Station Polonia

Tahun/Bulan

Sampali

Curah Hujan Rainfall

Hari Hujan Rainy Days

Curah Hujan Rainfall

Hari Hujan Rainy Days

(mm)

(hari/days)

(mm)

(hari/days)

Januari/January

62

19

112

12

Februari/February

93

14

78

12

Maret/March

202

16

149

12

April/April

206

16

262

20

Mei/May

515

24

264

18

Juni/June

57

14

122

12

Juli/July

279

20

121

12

Agustus/August

160

22

138

13

September/September

242

22

244

18

Oktober/October

339

22

297

18

November/November

-

-

214

17

Desember/December

270

13

161

14

2012

2425

208

2165

178

Year/Month


III - 3

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238) 2011

2593

258

2610

199

2010

1946

227

1605

173

2009

2804

240

2184

208


Berdasarkan Tabel 3.3 dapat dilihat bahwa curah hujan tertinggi pada Stasiun Sampali terjadi pada bulan Oktober yaitu sebesar 297 mm dan pada Stasiun Polonia terjadi pada bulan Mei yaitu sebesar 515 mm. Dan harihujan yang paling banyakpada Stasiun Sampali terjadi pada bulan April yaitu sebanyak 20 hari, sementara pada Stasiun PoloniaterjadipadabulanAgustus, September, dan Oktoberyaitusebanyak 22hari. 3.4 Aspek Sosial, Ekonomi, dan Budaya 3.4.1 Tata Guna Lahan Kelurahan Tanah Enam Ratus ini sebagian besar kawasannya diperuntukan untuk pemukiman. Berikutnya setelah pemukiman adalah untuk fasilitas lainnya, sarana perdagangan, sarana pendidikan, sarana ibadah, dan sarana kesehatan. Data mengenai tata guna lahan dapat dilihat pada Tabel 3.4. Tabel 3.4 Tata Guna Lahan Kelurahan Tanah Enam Ratus No

Tata Guna Lahan

Persentase (%)

Luas (Km2)

1

Pemukiman

80,35

2,747

2

Sarana Pendidikan

1,06

0,0365

3

Sarana Kesehatan

0,1073

0,00367

4

Sarana Ibadah

0,26

0,0089

5

Sarana Perdagangan

8,22

0,2811

6

Lainnya

10

0,342

Sumber: Data Tugas Besar PPBPAM, 2016

3.4.2 Kependudukan 3.4.2.1 Jumlah Penduduk Jumlah penduduk Kelurahan Tanah Enam Ratus dalam lima belas tahun terakhir mengalami peningkatan yang cukup besar tiap tahunnya. Data jumlah penduduk Kelurahan Tanah Enam Ratus dapat dilihat pada Tabel 3.5.


III - 4

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238) Tabel 3.5 Jumlah Penduduk Kelurahan Tanah Enam Ratus Tahun 2000-2014 Tahun

Jumlah

Jumlah Penduduk

Banyak

Rata-rata

Kepadatan

Penduduk

Berdasarkan Jenis

Rumah

per

Penduduk

(jiwa)

Kelamin

Tangga

Rumah

per Km2

Lk

Pr

Tangga

2000

18027

9215

8812

4188

4,3

5271

2001

18249

9309

8940

4218

4,3

5336

2002

18471

9403

9068

4248

4,6

5400

2003

20132

10175

10057

4376

4,6

5886

2004

20421

10258

10163

4439

4,6

5971

2005

20873

10578

10295

4376

4,8

6103

2006

21505

10914

10591

4480

4,8

6288

2007

22903

12699

10204

4860

4,71

6696

2008

23100

12760

10340

4860

5

6754

2009

23311

12881

10430

6581

4

6816

2010

28517

14415

14102

6408

4

8338

2011

29393

14856

14537

6814

4

8594

2012

29684

14982

14702

6866

4

868

2013

29861

15061

14800

6868

4,35

8731

2014

30038

15140

14898

6870

4,37

8783

Sumber: BPS Kota Medan

3.4.2.2 Mata Pencaharian Umumnya penduduk di Kelurahan Tanah Enam Ratus memiliki mata pencaharian sebagai pegawai swasta dan petani. Disamping itu, juga ada yang memiliki mata pencaharian sebagai pegawai negeri sipil, TNI/ABRI, nelayan, pedagang dan lain-lain. Jumlah dan persentase mata pencaharian di Kelurahan Tanah Enam Ratus dapat dilihat dari Tabel 3.6 berikut ini.


III - 5

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238) Tabel 3.6 Mata Pencaharian Penduduk Kelurahan Tanah Enam Ratus Tahun 2014 No.

Mata pencaharian

Jumlah (jiwa)

1.

Pegawai Negri Sipil

223

2.

ABRI

91

3.

Pegawai Swasta

3893

4.

Petani

1569

5.

Pedagang

670

6.

Pensiunan

93

7.

Dan lain-lain

2419


3.5 Fasilitas Perkotaan 3.5.1 Sarana Pendidikan Kelurahan Tanah Enam Ratus memiliki sarana pendidikan berupa gedung sekolah yang permanen. Tingkatan sekolah yang ada mulai dari tingkat TK sampai sekolah menegah atas. TK sampai SMA beserta jumlahnya dapat dilihat pada Tabel 3.7 berikut ini. Tabel 3.7 Sarana Pendidikan Kelurahan Tanah Enam Ratus Tahun 2014 No

Tingkatan

Jumlah

1.

TK

2

2.

SD

7

3.

SLTP

1

4.

SMU/SMK

1

Total

11


3.5.2 Sarana Kesehatan Pelayanan atau sarana kesehatan di Kelurajan Tanah Enam Ratus dapat dilihat pada Tabel 3.8 dibawah ini. Tabel 3.8 Sarana Kesehatan Kelurahan Tanah Enam Ratus Tahun 2014 No

Sarana Kesehatan

Jumlah

1.

Posyandu

10

2.

Praktek Dokter

4

3.

Praktek Bidan

10

Total

24



III - 6


3.5.3 Sarana Peribadatan Sarana peribadatan di Kelurahan Tanah Enam Ratus dapat dilihat pada Tabel 3.9 dibawah ini. Tabel 3.9 Sarana Peribadatan Kelurahan Tanah Enam Ratus Tahun 2014 No

Sarana Ibadah

Jumlah

1.

Mesjid

5

2.

Mushollah

13

3.

Gereja

-

Total

18


3.5.4 Sarana Perdagangan Sarana perdagangan yang tersedia di Kelurahan Tanah Enam Ratus dapat ddilihat pada Tabel 3.10 dibawah ini. Tabel 3.10 Sarana Perdagangan Kelurahan Tanah Enam Ratus Tahun 2014 No

Sarana Perdagangan

Jumlah

1.

Pertokoan

1

2.

Swalayan/ Mini Market

1

3.

Rumah Makan

1

4.

Warung Makan/ Minum

12

5.

Mall

1

6.

Industri Kecil

7

7.

Bengkel Motor

7

8.

Bengkel Mobil

1

9.

Doorsmeer Mobil/ Motor

7

Total

38


3.5.5 Prasarana Listrik dan Air Minum Data mengenai pelanggan listrik dan air bersih di Kelurahan Tanah Enam Ratus dapat dilihat pada Tabel 3.11 dibawah ini. Tabel 3.11 Pelanggan Listrik dan Pelanggan Air Minum Tahun 2014 No

Pelanggan

Jumlah

1.

Listrik (PLN)

6900

2.

Air Minum (PAM)

3685



III - 7


3.6 Kualitas Air Baku Sumber air baku Kelurahan Tanah Enam Ratus yang akan dikelola menjadi air bersih berasal dari Sungai Deli. Kondisi fisik Sungai Deli terlihat keruh dan adanya logam berat dalam air akibat aktivitas penambangan pada bagian hulu. Berdasarkan penelitian menunjukkan bahwa pH Sungai Deli cenderung basa dengan kisaran pH 6,89 sampai dengan 7,29 dengan nilai rata-rata pada 7,10. Nilai pH yang diperoleh cenderung masih memenuhi baku mutu air kelas II menurut Peraturan Pemerintah no.82 tahun 2001 yaitu antara 69.Dengan mengacu kepada Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 115 Tahun 2003 tentang penentuan indeks pencemaran air, maka diperoleh hasil bahwa kualitas air Sungai Deli tercemar ringan untuk peruntukan air kelas II.

3.7 Debit Air Baku Berdasarkan informasi lapangan yang ada, debit Sungai Deli yang mampu dimanfaatkan untuk penyediaan air bersih berkisar antara 1,5 – 1,8 m3/detik dan diperkirakan kapasitas pengambilan air baku dari Sungai Deli tidak bisa ditingkatkan lagi karena kapasitasnya menurun dan semakin terbatas.


III - 8

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum ( RTL 3238)

BAB IV PENENTUAN KEBUTUHAN AIR MINUM 4.1 Proyeksi Jumlah Penduduk Proyeksi jumlah penduduk merupakan perkiraan jumlah penduduk di masa datang. Perhitungan proyeksi jumlah penduduk sangat penting dilakukan untuk memprediksikan kebutuhan air minum suatu wilayah dalam periode perencanaan. Dalam melakukan perhitungan harus memperhatikan perkembangan jumlah penduduk masa lampau, kecenderungannya, arah tata guna lahan, dan ketersediaan lahan untuk menampung perkembangan jumlah penduduk. Berikut ini beberapa metode statistik yang dapat digunakan untuk memprediksi laju pertumbuhan penduduk: 1. Metode Aritmatik 2. Metode Geometrik 3. Metode Eksponensial 4. Metode Logaritmik

4.1.1 Metode Aritmatika Metode ini didasarkan pada angka kenaikan penduduk rata-rata setiap tahunnya. Metode ini digunakan jika data berkala menunjukan jumlah penambahan yang relatif sama setiap tahunnya. Untuk lebih jelasnya perhitungan penduduk di kelurahan Tanah Enam Ratus Kecamatan Medan Marelan dengan mengunakan metode aritmatika dapat dilihat Tabel 4.1.

35000

Proyeksi Penduduk dengan Metode Aritmatika

30000 25000 20000

Penduduk Awal

15000

Linear (penduduk awal)

10000 5000 0

Gambar 4.1 Grafik Proyeksi Penduduk dengan Metode Aritmatika Samuel Mangihut (120407043) Widya Winanda (130407008)


IV - 1

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum ( RTL 3238) Tabel 4.1 Proyeksi Penduduk Kelurahan Tanah Enam Ratus dengan Metode Aritmatika Xi

Tahun

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 120

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Penduduk (Yi) 18027 18249 18471 20132 20421 20873 21505 22903 23100 23311 28517 29393 29684 29861 30038 354485

Yratarata

Xi2

Xi.Yi

Y'

1 18027 16692 4 36498 17683 9 55413 18675 16 80528 19666 25 102105 20658 36 125238 21649 49 150535 22641 64 183224 23632 23632,333 81 207900 24624 100 233110 25615 121 313687 26607 144 352716 27598 169 385892 28590 196 418054 29581 225 450570 30573 1240 3113497 354485,00

(Yi - Y')

(Yi -Y' )2

(Yi-Yrata)

1335,09 565,60 -203,89 465,62 -236,87 -776,35 -1135,84 -729,33 -1523,82 -2304,31 1910,20 1794,71 1094,22 279,73 -534,76 0,00

1782469,76 319906,05 41569,87 216805,53 56105,25 602726,72 1290141,70 531927,11 2322035,37 5309853,35 3648859,49 3220982,27 1197317,93 78249,41 285966,48 20904916,30

-5605,33 -5383,33 -5161,33 -3500,33 -3211,33 -2759,33 -2127,33 -729,33 -532,33 -321,33 4884,67 5760,67 6051,67 6228,67 6405,67 0,00

(Yi-Yrata)2

S

31419761,78 28980277,78 26639361,78 12252333,44 10312661,78 7613920,444 4525547,111 531927,1111 1866,59 283378,7778 103255,1111 23859968,44 33185280,44 36622669,44 38796288,44 41032565,44 296159197,3

R

0,96

Sumber : Data dan Perhitungan Tugas Besar PPBPAM, 2016

a = 15700 b = 991,49 Y = 15700 + 991,49 Xi

Samuel Mangihut (120407043) Widya Winanda (130407008)


IV - 2

IV-2


4.1.2 Metode Geometri Metode ini didasarkan pada rasio pertambahan penduduk rata-rata tahunan. Sering digunakan untuk memperkirakan data yang perkembangan melaju sangat cepat. Untuk lebih jelasnya perhitungan penduduk di kelurahan Tanah Enam Ratus dengan mengunakan geometri dapat dilihat pada tabel 4.2.

Proyeksi Penduduk dengan Metode Geometri 35000 30000 25000

Penduduk Awal

20000 Linear (penduduk awal)

15000 10000 5000

2014

2013

2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

0

Gambar 4.2 Grafik Proyeksi Penduduk dengan Metode Geometri



IV - 3


Tabel 4.2 Proyeksi Penduduk Kelurahan Tanah Enam Ratus dengan Metode Geometri Xi

Tahun

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 120

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Penduduk (Yi)

ln Xi

ln Xi2

ln Yi

ln Xi ln Yi

Y'

(Yi - Y' )

(Yi - Y')2

18027 18249 18471 20132 20421 20873 21505 22903 23100 23311 28517 29393 29684 29861 30038 354485

0 0,693 1,099 1,386 1,609 1,792 1,946 2,079 2,197 2,303 2,398 2,485 2,565 2,639 2,708 27,899

0 0,48 1,207 1,922 2,59 3,21 3,787 4,324 4,828 5,302 5,75 6,175 6,579 6,965 7,334 60,452

9,8 9,812 9,824 9,91 9,924 9,946 9,976 10,039 10,048 10,057 10,258 10,289 10,298 10,304 10,31 150,79

0 6,8 10,79 13,74 15,97 17,82 19,41 20,88 22,08 23,16 24,6 25,57 26,41 27,19 27,92 282,34

15475 18003 19669 20944 21989 22882 23665 24365 25000 25582 26120 26620 27090 27532 27949 352885

2552,28 246,22 -1197,96 -811,84 -1568,35 -2009,22 -2160,36 -1462,38 -1900 -2270,69 2397,46 2772,57 2594,33 2329,5 2088,69 1600,23

6514116,32 60622,81 1435117,54 659091,19 2459734,19 4036982,17 4667162,52 2138549,72 3610014,45 5156031,16 5747818,55 7687169,65 6730526,98 5426562,44 4362633,74 60692133,4

Yratarata

YiYrata

(Yi-Yrata)2

S

R

23632

-5605,33 -5383,33 -5161,33 -3500,33 -3211,33 -2759,33 -2127,33 -729,33 -532,33 -321,33 4884,67 5760,67 6051,67 6228,67 6405,67 0,00

31419761,7 28980277,7 26639361,7 12252333,4 10312661,7 7613920,44 4525547,11 531927,11 283378,78 103255,11 23859968,4 33185280,4 36622669,4 38796288,4 41032565,4 296159198

3175,99

0,89


a = 9,6470 b = 0,2183 Y = EXP(9,6470+(0,2183 x ln Xi))



IV - 4

IV-4


4.1.3 Metode Eskponensial Untuk lebih jelasnya perhitungan penduduk di kelurahan Tanah Enam Ratus dengan mengunakan metode eksponensial pada Tabel 4.3.

Proyeksi Penduduk dengan Metode Eksponensial

35000 30000 25000

Penduduk Awal


15000

10000 5000 2014

2013

2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

2000

0

Gambar 4.3 Grafik Proyeksi Penduduk dengan Metode Eksponensial



IV - 5

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum ( RTL 3238) Tabel 4.3 Proyeksi Penduduk Kelurahan Tanah Enam Ratus dengan Metode Eksponensial Xi

Tahun

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 120

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Penduduk (Yi) 18027 18249 18471 20132 20421 20873 21505 22903 23100 23311 28517 29393 29684 29861 30038 354485

Xi2

ln Yi

1 9,80 4 9,81 9 9,82 16 9,91 25 9,92 36 9,95 49 9,98 64 10,04 81 10,05 100 10,06 121 10,26 144 10,29 169 10,30 196 10,30 225 10,31 1240 150,80

Xi ln Yi 9,80 19,62 29,47 39,64 49,62 59,68 69,83 80,31 90,43 100,57 112,84 123,46 133,88 144,26 154,65 1218,07

Y'

(Yi -Y' )

(Yi -Y' )2

17331 695,53 483755,12 18072 177,40 31469,98 18843 -372,34 138634,10 19648 483,97 234230,71 20487 -66,08 4366,56 21362 -488,96 239086,62 22274 -769,21 591685,66 23225 -322,41 103950,82 24217 -1117,24 1248219,47 25251 -1940,42 3765213,69 26330 2187,24 4784027,25 27454 1938,85 3759139,07 28627 1057,44 1118182,85 29849 11,97 143,20 31124 -1085,71 1178773,48 354095 390,02 17680878,56

Yi rata-rata (Yi -Yrata) (Yi -Yrata)2

23632

-5605,33 -5383,33 -5161,33 -3500,33 -3211,33 -2759,33 -2127,33 -729,33 -532,33 -321,33 4884,67 5760,67 6051,67 6228,67 6405,67 0,00

31419762 28980278 26639362 12252333 10312662 7613920,4 4525547,1 531927,11 283378,78 103255,11 23859968 33185280 36622669 38796288 41032565 296159197

S

R

16285,315 0,97


a = 9,718 b = 0,0418 Y = EXP(9,718+(0,0418x Xi))



IV - 6

IV-6


4.1.4 Metode Logaritma Untuk lebih jelasnya perhitungan penduduk di Kelurahan Tanah Enam Ratus dengan mengunakan metode logaritma dapat dilihat pada Tabel 4.4

Proyeksi Penduduk dengan Metode Logaritma 35000 30000 25000

Penduduk Awal


15000 10000 5000 2014

2013

2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

2000

0

Gambar 4.4 Grafik Proyeksi Penduduk dengan Metode Logaritma



IV - 7

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum ( RTL 3238) Tabel 4.4 Proyeksi Penduduk Kelurahan Tanah Enam Ratus dengan Metode Logaritma Xi

Tahun

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 120

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Penduduk (Yi)

ln Xi

ln Xi2

18027 18249 18471 20132 20421 20873 21505 22903 23100 23311 28517 29393 29684 29861 30038 354485

0,000 0,693 1,099 1,386 1,609 1,792 1,946 2,079 2,197 2,303 2,398 2,485 2,565 2,639 2,708 27,899

0,00 0,48 1,21 1,92 2,59 3,21 3,79 4,32 4,83 5,30 5,75 6,17 6,58 6,96 7,33 60,45

Yi ln Xi

Y'

0,00 14203 12649,24 17717 20292,47 19772 27908,88 21231 32866,33 22362 37399,40 23287 41846,80 24068 47625,45 24745 50755,89 25342 53675,56 25876 68380,78 26360 73038,86 26801 76137,96 27207 78804,89 27582 81344,41 27932 702726,91 354485

(Yi-Y')

(Yi-Y')2

Yrata-rata (Yi-Yrata) (Yi-Yrata)2

3824,42 14626176,41 532,24 283276,75 -1301,43 1693711,13 -1098,94 1207676,70 -1941,26 3768478,83 -2413,61 5825501,26 -2563,13 6569659,63 -1842,12 3393422,27 -2242,27 5027781,89 -2565,44 6581471,96 2157,35 4654158,04 2592,21 6719560,66 2477,40 6137529,10 2278,68 5192402,27 2105,90 4434806,22 0,00 76115613,10

23632

-5605 -5383 -5161 -3500 -3211 -2759 -2127 -729 -532 -321 4885 5761 6052 6229 6406 0,00

31419762 28980278 26639362 12252333 10312662 7613920,4 4525547,1 531927,11 283378,78 103255,11 23859968 33185280 36622669 38796288 41032565 296159197

S

R

3561,73 0,86


a = 14203 b = 5069,89 Y = 14203+(5069,89 x ln Xi)



IV - 8

IV-8


4.1.5 Perbandingan Metode Proyeksi Penduduk Kelurahan Tanah Enam Ratus Perhitungan proyeksi penduduk akan diuraikan dalam keempat metode, yang akan dibandingkan satu sama lainnya untuk memperoleh metode yang terbaik untuk memproyeksikan penduduk. Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat pada Tabel 4.5 Tabel 4.5 Proyeksi Penduduk Kelurahan Tanah Enam Ratus No

Tahun

Penduduk

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026

18027 18249 18471 20132 20421 20873 21505 22903 23100 23311 28517 29393 29684 29861 30038

Aritmatika 18027 18249 18471 20132 20421 20873 21505 22903 23100 23311 28517 29393 29684 29861 30038 31564 32556 33547 34539 35530 36522 37513 38505 39496 40488 41479 42471

Proyeksi Penduduk Geometri Eksponensial 18027 18027 18249 18249 18471 18471 20132 20132 20421 20421 20873 20873 21505 21505 22903 22903 23100 23100 23311 23311 28517 28517 29393 29393 29684 29684 29861 29861 30038 30038 28346 32453 28724 33839 29084 35284 29430 36791 29761 38362 30080 40000 30387 41708 30683 43489 30969 45346 31247 47283 31515 49302 31776 51407

Logaritma 18027 18249 18471 20132 20421 20873 21505 22903 23100 23311 28517 29393 29684 29861 30038 28259 28567 28856 29131 29391 29638 29874 30099 30315 30522 30721 30912




IV - 9


Proyeksi Penduduk Kelurahan Tanah Enam Ratus 60000 50000 40000 ARITMATIKA 30000

GEOMETRI EKSPONENSIAL

20000

LOGARITMA 10000

0

Gambar 4.5 Grafik Proyeksi Penduduk Kelurahan Tanah Enam Ratus

4.1.6 Pemilihan Metode Proyeksi Penduduk Kelurahan Tanah Enam Ratus Metode proyeksi yang dipilih adalah metode eksponensial. Untuk lebih jelasnya, nilai koefisien korelasi (R) dan nilai standar deviasi (S) masing-masing metode proyeksi penduduk Kelurahan Tanah Enam Ratus dapat dilihat pada Tabel 4.6. Tabel 4.6 Pemilihan Metode Proyeksi Metode Proyeksi Aritmatika Geometri Eksponensial Logaritma

Nilai S 1866,59 3175,99 16285,315 3561,73

Nilai R 0,96 0,89 0,97 0,86


Proyeksi jumlah penduduk dari keempat metode yang dipakai dapat dilihat bahwa metode eksponensial memiliki nilai R yang paling mendekati 1 yaitu 0,97



IV - 10


4.2 Proyeksi Fasilitas Umum dan Fasilitas Sosial Proyeksi fasilitas umum dan sosial digunakan untuk menentukan kebutuhan air non domestik. Proyeksi dilakukan dengan mengacu kepada karakteristik wilayah perencanaan. RTRW yang telah ditetapkan dan standar pendukung untuk setiap fasilitas umum dan fasilitas sosial yang telah diciptakan Ditjen Cipta Karya, Departemen Pekerjaan Umum. Adapun fasilitas umum dan fasilitas sosial terdiri dari sebagai berikut: 1. Fasilitas pendidikan; 2. Fasilitas peribadatan; 3. Fasilitas kesehatan; 4. Fasilitas perdagangan dan jasa; 5. Kegiatan industri.

Tabel 4.7 Asumsi Penambahan Fasilitas Kota No 1

2

3

4 5

6

Jenis Fasilitas Pendidikan - TK - SD - SMP - SMA Peribadatan - Mesjid - Mushollah Kesehatan - Posyandu - Praktek Dokter - Praktek Bidan Industri - Industri Kecil Perdagangan - Toko - Rumah Makan - Mall - Minimarket/swalayan Lain-Lain - Bengkel Mobil - Bengkel Sepeda Motor - Doorsmeer

Tahun Sebelum Proyeksi

Tahun 2026

Keterangan

2 7 1 1

3 8 2 2

100 jiwa/unit 600 jiwa/unit 800 jiwa/unit 800 jiwa/unit

5 13

6 14

400 jiwa/unit 100 jiwa/unit

10 4 10

10 5 11

5 tt/unit 3 tt/unit 2 tt/unit

7

9

300 m2/unit

1 1 1 1

20 6 1 3

50 m2/unit 50 m2/unit 700 m2/unit 300 m2/unit

1 7 7

5 14 14

200 m2/unit 30 m2/unit 200 m2/unit




IV - 11


4.3 Proyeksi Kebutuhan Air Untuk memproyeksi kebutuhan air bersih untuk daerah perencanaan, diperlukan standar kebutuhan air bersih, hasil proyeksi penduduk, dan hasil proyeksi jumlah fasilitas umum serta fasilitas sosial, dan jenis peruntukan pemakaian air bersih. Faktor-faktor yang akan mempengaruhi proyeksi kebutuhan air antara lain: 1. Pertambahan jumlah penduduk 2. Tingkat sosial ekonomi penduduk 3. Keadaan iklim daerah setempat 4. Rencana daerah pelayanan dan perluasannya. Berikut ini akan dibahas standar kebutuhan air bersih dan peruntukan pemakaian air bersih yang terbagi menjadi 2, yaitu: 1. Pemakaian untuk kebutuhan domestik/rumah tangga 2. Pemakaian untuk kebutuhan non domestik

4.3.1 Kebutuhan Air Domestik Standar penyediaan air domestik ditentukan oleh jumlah konsumen domestik yang dapat diketahui dari data penduduk yang ada. Standar penyediaan kebutuhan air domestik ini meliputi minum, mandi, masak, dll. Kecenderungan meningkatnya kebutuhan dasar air ditentukan oleh kebiasaan pola hidup masyarakat setempat dan didukung oleh kondisi sosial ekonomi. Pemenuhan kebutuhan air domestik dilakukan dengan dua cara, yaitu sambungan rumah dan hidran umum. 

SR : HU = 80 : 20



Standar kebutuhan air minum: o Sambungan Rumah

: 190 L/org/h

o Hidran Umum

: 30 L/org/h Tabel 4.8 Standar Kebutuhan Air Bersih Kategori Kota Berdasarkan Jumlah Penduduk

No.

Uraian

Satuan

Kota Sedang

Kota Kecil

Pedesaan

100.000 – 500.000

20.000 – 100.000

3.000 – 20.000

1.

Kosumsi Unit Sambungan Rumah

Liter/o/h

100 – 150

100 – 130

90 – 100

2.

Kosumsi Unit Hidran Umum

Liter/o/h

30

30

30



IV - 12

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum ( RTL 3238) Kategori Kota Berdasarkan Jumlah Penduduk No.

Uraian

Satuan

Kota Sedang

Kota Kecil

Pedesaan

100.000 – 500.000

20.000 – 100.000

3.000 – 20.000

3.

Kosumsi Unit Non Domestik Terhadap Kosumsi Domestik

%

25 – 30

20 – 25

10 – 20

4.

Kehilangan Air

%

15 – 20

15 – 20

15 – 20

5.

Faktor Hari Maksimum

1,1 – 1,25

1,1 – 1,25

1,1 – 1,25

6.

Faktor Jam Puncak

1,5 – 2,0

1,5 – 2,0

1,5 – 2,0

7.

Jumlah Jiwa per SR

Jiwa

6

6

6

8.

Jumlah Jiwa per HU

Jiwa

100 – 200

100 – 200

100 – 200

9.

Jam Operasi

Jam

24

24

24

10.

SR/HU

%

80 – 20

70 – 30

70 – 30

Sumber: Kimpraswil, 2003

Tabel 4.9 Konsumsi Air Bersih

Kategori Kota

Jumlah Penduduk

Sambungan

Sambungan

Rumah

Umum

(L/org/hari)

(L/org/hari)

Kehilangan Air

Metropolitan

> 1.000.000

190

30

20 %

Kota Besar

500.000 – 1.000.000

170

30

20 %

Kota Sedang

100.000 – 500.000

150

30

20 %

Kota Kecil

20.000 – 100.000

130

30

20 %

IKK

< 20.000

100

30

20 %

Sumber: Kebijaksanaan Operasional Program Air Bersih, Direktorat Jenderal Cipta Karya, DPU

4.3.2 Kebutuhan Air Non Domestik Standar penyediaan air non domestik ditentukan oleh banyaknya konsumen non domestik yang meliputi fasilitas seperti perkantoran, kesehatan, industri, komersial, umum, dan lainnya. Kosumsi non domestik terbagi menjadi beberapa kategori yaitu: a. Umum, meliputi: tempat ibadah, rumah sakit, sekolah, terminal, kantor, dan lain sebagainya. b. Komersil, meliputi: hotel, pasar, pertokoan, rumah makan, dan sebagainya. c. Industri, meliputi: peternakan, industri, dan sebagainya.



IV - 13

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum ( RTL 3238) Tabel 4.10 Kebutuhan Air Konsumen Non Domestik Kategori Masjid

25 – 40 L/orang/hari

Gereja


Terminal


Sekolah


Rumah Sakit

220 – 300 L/tempat tidur/hari

Kantor


Peternakan

10 – 35 L/ekor/hari

Industri Umum

0,4 –l L/det /Ha

Bioskop

10 – 15 L/kursi/hari

Hotel


Rumah Makan

65 – 90 L/meja/hari

Pasar/Toko

5 L/m2/hari

Umum

Industri

Komersil

Kebutuhan Air

Sumber: Ir. Sarwoko, “Penyediaan Air Bersih”

4.3.3 Kebutuhan Air di Kelurahan Tanah Enam Ratus 4.3.3.1 Kebutuhan Air Domestik AdapunProyeksiKebutuhan Air Minum pada tahun 2016 untuk sektor domestik di KelurahanTanah Enam Ratus sebagaiberikut: Tabel 4.11 Kebutuhan Air Domestik Kelurahan Tanah Enam Ratus No. I. 1 2 II.

1 2 3 4 5 6 1 2 3

Uraian JUMLAH PENDUDUK TERLAYANI Jumlah Penduduk Pelayanan Jumlah Penduduk yang akan dilayani 80% KEBUTUHAN AIR MINUM DOMESTIK Kebutuhan Ait untuk Sambungan Rumah Rencana Tingkat Pelayanan Asumsi Jumlah Orang per Rumah Penduduk yang akan dilayani Jumlah Sambungan Rumah Tingkat Pemakaian Air Minum Kebutuhan Air Minum Hidran Umum Jumlah penduduk terlayani 20% Tingkat Pemakaian Air Minum Kebutuhan Air Minum Total Domestik

Satuan

Tahun 2016

2026

Jiwa

33.839 27.071

51.407 41.126

% Jiwa Jiwa Unit ltr/org/hr ltr/det

80 5 21.657 4.331 120 30,08

80 5 32.900 6.580 120 45,70

Jiwa ltr/org/hr ltr/det ltr/det

6.768 30 2,35 32,43

10.281 30 3,57 49,27




IV - 14


4.3.3.2 Kebutuhan Air Non Domestik AdapunProyeksiKebutuhan Air Minumpada sektor non domestik di KelurahanTanah Enam Ratus sebagaiberikut: Tabel 4.12 Kebutuhan Air Non Domestik Kelurahan Tanah Enam Ratus No

Jenis Fasilitas

1

Pendidikan - TK - SD - SMP - SMA Peribadatan - Mesjid - Mushollah Kesehatan - Posyandu - Praktek Dokter - Praktek Bidan Industri - Industri Kecil Perdagangan - Toko - Rumah Makan - Mall - Minimarket/swalayan Lain-Lain - Bengkel Mobil - Bengkel Sepeda Motor - Doorsmeer

2

3

4 5

6

Jumlah Unit Tahun 2026

Standar Kebutuhan Air

Total Kebutuhan Air

3 8 2 2

30 L/orang/hari 30 L/orang/hari 30 L/orang/hari 30 L/orang/hari

9000 l/hari 144000 l/hari 48000 l/hari 48000 l/hari

6 14

30 L/orang/hari 30 L/orang/hari

72000 l/hari 42000 l/hari

10 5 11

220 L/tt/hari 220 L/tt/hari 220 L/tt/hari

11000 l/hari 3300 l/hari 4840 l/hari

9

0,7 L/det/Ha

0,189 l/detik

20 6 1 3

5 L/m2/hari 5 L/m2/hari 30 L/m2/hari 5 L/m2/hari

5000 l/hari 1500 l/hari 21000 l/hari 4500 l/hari

5 14 14

10 L/m2/hari 10 L/m2/hari 300 L/m2/hari

10000 l/hari 4200 l/hari 840000 l/hari


Adapun rekapitulasiproyeksikebutuhan air minum di KelurahanTanah Enam Ratus sebagaiberikut: Tabel 4.13Rekapitulasi Kebutuhan Air di Kelurahan Tanah Enam Ratus No.

Uraian

Satuan

Kebutuhan Air

1 2

Kebutuhan Air Domestik Kebutuhan Air Minum Non Domestik Total Kebutuhan Domestik dan Non Domestik Kehilangan Air 20% Kebutuhan Rata-rata Kebutuhan Maximum 1,1 x kebutuhan rata-rata Kebutuhan Puncak 1,5 x kebutuhan rata-rata TOTAL KEBUTUHAN AIR MINUM

ltr/det ltr/det ltr/det

49,27 14,87 64,14

ltr/det ltr/det ltr/det

12,83 76,96 84,66

ltr/det

126,99

ltr/det

139,81

I ii iii iv v




IV - 15

BAB V PERHITUNGAN DESAIN TEKNIS

5.1 Umum Kota Medan adalah kota yang padat penduduk dengan populasi jiwa mencapai kurang lebih 2 juta jiwa dengan pelayanan

mencapai 100%. Guna mencapai pelayanan 100%

khususnya pada Kelurahan Tanah Enam Ratus, maka akan dibangun unit pengolahan air minum. Sungai yang menjadi air baku adalah sungai Deli setelah dilakukan sampling di lapangan maka didapatkan data sebagai berikut: Debit air sungai Deli kurang lebih 234000 m3/jam Lebar sungai 18 m dan kedalaman rata-rata4,6 m. kondisi tebing didaerah sungai jarang longsor walaupun pada musim hujan. Hasil analisa kualitas air baku dapat dilihat pada Tabel 5.1. Tabel 5.1 Kualitas Air Baku Sungai Deli No 1 2 3

Parameter Analisis Fisika Bau TDS TSS

Kimia 1 pH 2 Fe 3 Mn Sumber: Analisa, 2016

Satuan

Hasil

mg/l mg/l

Tidak berbau 500 50

mg/l mg/l

5,95 3,2 1,4

Dari karakter sungai belawan dan hasil analisa diatas, diketahui bahwa konsentrasi besi melewati baku mutu. Oleh karena itu, diperlukan unit pengolahan air tambahan berupa penambahan Klorin pada air baku sebelum masuk ke proses Koagulasi untuk menurunkan kadar besi dan Mangan pada air. Maka akan direncanakan bangunan pengolahan air minum mulai dari intake tipe tower intake, koagulasi, flokulasi, sedimentasi, filtrasi, desinfeksi, netralisasi untuk menaikkan pH dan reservoir. Untuk lebih jelasnya, susunan unit pengolahan yang akan dibangun dapat dilihat pada Diagram 5.1.


Sungai

Penyisihan Logam

Intake

Koagulasi

Flokulasi

Sedimentasi

Filtrasi Daerah Pelayanan

Reservoir

netralisasi

Desinfeksi

Diagram 5.1 Skema Bangunan Pengolahan Air Minum

Dengan jumlah penduduk Kelurahan Tanah Enam Ratus pada tahun 2026 sebanyak 51407 jiwa, dari perhitungan pada bab sebelumnya didapat: Qrata-rata = Qdomestik nondomestik + Kehilangan air 20% = 64,14 l/det + 12,83 l/det = 76,96 l/det Qmax

= 1,1 x Qrata-rata = 1,1 x 76,96 l/det = 84,66 l/det = 0,08466 m3/detik


V- 2


5.2 Perhitungan Desain Teknis 5.2.1

Intake

Intake Tower Bar Screen Kriteria Desain (Susumu Kawamura, 1991):  Saringan yang digunakan Bell Mouth;  Diameter batang (w)

= 5 – 19 mm

 Jarak antar batang (b)

= 5 – 7,5 mm

 Kecepatan aliran air saat melewati bar

= 0,1 – 0,6 m/detik

 Letak pintu air

= 0,6 m dari dasar;

 Jarak vertical antar pintu air

= 3 – 4,5 m.

Kriteria perencanaan;  Q maks

= 0, 08466 m3/det;

 Kecepatan aliran air, v

= 0,4 m/det;

 Jarak antar batang (b)

= 6 mm = 0,006 m

 Lebar pintu (L)

=3m

 Diameter batang (w)

= 10 mm = 0,01 mm

Saringan Bell Mouth Kriteria Desain (Al-layla, 1978):  Kecepatan air melalui lubang saringan(vLs) = (0,15 – 0,3) m/det  Diameter bukaan lubang(dbL)

= 6 – 12 mm

 Gross area / luas total saringan

= 2 x luas efektif saringan

Kriteria perencanaan;  Kecepatan air melalui lubang saringan(vLs) = 0, 3 m/det;  Diameter bukaan lubang(dbL)

= 10 mm;

 Gross area / luas total saringan

= 2 x luas efektif saringan

Tabel 5.2 Perhitungan Bar Screen dan Bell Mouth Parameter

Rumus

Perhitungan

Lebar pintu (L)

Hasil

Satuan

3

M

187,13 = 187

Batang

Bar Screen Jumlah Batang (n)

L = n.w + (n+1)b

3 = (n × 0,01) +


V- 3

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238) (n+1)10,006 Lebar bukaan total (L’) Ac Cek kecepatan pada aliran batang

L’ = L – n.w

L’ = 3 – (187 x 0,01)

1,13

M

Ac = L’ x t

Ac = 1,13 x 1

1,13

m2

v=

m/det

𝑄 𝐴𝑐

v=

0,08466 𝑚 3 /𝑑𝑒𝑡 1,13

0,076< 0,6

𝑄 𝑣

A=

0,08466 𝑚 3 /𝑑𝑒𝑡 0,4

0,21165

m2

𝜋 0,012 4

7,85 x 10−5

m2

OK

Saringan Bell Mouth Luas efektif area (A) Luas area semu (A’) Jumlah lubang pada saringan (n) Gross Area

A= A’ = n=

𝜋 𝑑2 4

A’ =

𝐴 𝐴′

n=

A = 2 x luas

0,21165 7,85 x 10 −5

A = 2 × 0,1135

efektif

2696,18= 2697 0,227

buah m2

Sumber : Data dan Perhitungan PPBPAM, 2016

Pipa Air Baku Kriteria Desain (Al-layla, 1978):  Kecepatan air dalam pipa air baku

= (0,6 – 1,5) m/det

 Pipa air baku satu buah, diletakkan pada jarak 70 cm dibawah muka air minimum; Kriteria perencanaan;  Qmaks

= 0,08466 m3/det;

 Kecepatan air dalam pipa air baku

= 1,1 m/det

Pipa Air Hisap Kriteria Desain (Al-layla, 1978):  Kecepatan air di pipa hisap

= (1 – 1,5) m/det

 Beda tinggi dari muka air minimum ke pusat pompa ≤ 3,7 m;  Jika muka air ˃ dari muka air minimum, maka jarak pusat pompa ke muka air minimum ˂ 4 m Kriteria perencanaan;  Qmaks

= 0,08466 m3/det;

 Kecepatan air di pipa hisap

= 1,1 m/det

Karena kecepatan pipa hisap dan pipa air baku yang ditetapkan sama, maka diameter pipa hisap dan air baku sama. Samuel Mangihut (120407043) Irmayanti (130407014) Widya Winanda (130407008) Dhia Darin Silfi (130407028)

V- 4


Tabel 5.3 Perhitungan Pipa Air Baku Parameter Luas penampang pipa (A) Diameter pipa (d)

Rumus A=

Perhitungan

𝑄 𝑣

A=

4×𝐴

d=

0,08466 𝑚 3 /𝑑𝑒𝑡 1,1 𝑚/𝑑𝑒𝑡 4 × 0,077

d=

𝜋

𝜋

D pasaran

Hasil

Satuan

0,077

m2

0,313 = 0,31

m

350

mm

0,096

m2

0,88

m/det

Cek perhitungan Luas penampang pipa menjadi Kecepatan (v)

A=

𝜋 𝑑2 4

v=

A=

𝑄

v=

𝐴

𝜋 0,35 2 4

0,08466 𝑚 3 /𝑑𝑒𝑡 0,096 𝑚 2

(0,6 – 1,5

Kriteria desain

m/det)

OK


Sumur Pengumpul Kriteria Desain (al-layla, 1978):  Minimal terdiri dari dua sumur pengumpul;  Waktu detensi (td) minimal 20 menit = 1200 detik;  Jarak dasar sumur dari muka air minimum 1,52 m;  Tinggi foot valve dari dasar sumur 0,6 m;  Tebal dinding dan sumur dan lantai 20 cm  Freeboard 0,5 m  Debit maksimum 0,08466 m3/det  Kemiringan dasar sumur 10 – 20%  Sumur pengumpul dilengkapi engan flow meter;  Dasar sumur minimum 1 m dibawah permukaan sungai; Kriteria Perencanaan  Waktu detensi (td)

= 1200 det

 Q maks

= 0, 08466 m3/det;

 Muka air maksimum

= 5,5 m

 Muka air maksimum

=4m

 Jarak dasar sumur dari muka air minimum

= 1,52 m

 Jarak dasar sumur dari muka air maksimum = 0,48 m Samuel Mangihut (120407043) Irmayanti (130407014) Widya Winanda (130407008) Dhia Darin Silfi (130407028)

V- 5


 Freeboard

= 0,5 m Tabel 5.4 Perhitungan Sumur Pengumpul

Parameter

Rumus

Perhitungan

Hasil

Satuan

0,0423

m3/det

50,79 ≈ 51

m3

3,02

m

16,88

m2

4,11

m

3

m

4

m

350

mm

0,0282

m2

0,189

m

200

mm

𝜋 0,22 4

0,031

m2

0,0423 𝑚 3 /𝑑𝑒𝑡 0,031 𝑚 2

1,364

m/det

Jumlah bak 2 buah Debit (Q) Volume (V)

Q=

𝑄 2

V = Q × td

0,08466 𝑚 3 /𝑑𝑒𝑡 2

Q=

V = 0,0423 m3/det × 1200 det

He = (m.a max – Kedalaman efektif

m.a min + jarak

He = 5,5 m – 4 m + 1,52

(HE)

dasar sumur ke

m

m.a min) Luas dasar (As) Dimensi dasar sumur

As =

𝑉 𝐻𝑒

s = 𝐴𝑠

51 𝑚 3 3,02 𝑚

v=

s = 16,88 m2

Panjang = lebar t = He + jarak Tinggi (t)

muka tanah

t = 3,02 m + 0,48 m + 0,5

dengan m.a max +

m

freeboard Pipa outlet = Dair baku Pipa Penguras Luas penampang pipa (A) Diameter pipa (d)

A=

𝑄 𝑣

4×𝐴 𝜋

d=

A=

0,0423 𝑚 3 /𝑑𝑒𝑡 1,5 𝑚 /𝑑𝑒𝑡 4 × 0,0282 𝑚 2 𝜋

d=

D pasaran Cek perhitungan Luas penampang pipa (A) Kecepatan (v)

A=

𝜋 𝑑2 4

v=

𝑄 𝐴

A= A=



V- 6


Intake Kriteria Desain (Susumu Kawamura, 1991):  Tebal dinding dan lantai 20 cm  Jenis pompa yaitu sentrifungal, yang terdiri dari dua buah. Satu beroperasi, satu lagi sebagai cadangan  Dilengkapi dengan rumah pompa  Puncak intake berada 1,5 m di atas muka air maksimum

Transmisi Kriteria Desain (al-layla, 1978):  Kecepatan air

= 0,6 – 1,2 m/det;

 Tekanan di dalam pipa

= 1,8 – 2,8 kg/cm2;

 Tekanan di dalam pipa untuk pemadam kebakaran = 4,2 kg/cm2;  Tekanan di dalam pipa untuk wilayah komersil

= 5,3 kg/cm;

 Tebal tanah penutup untuk pipa di bawah jalan raya = min 90 cm;  Tebal tanah penutup untuk pipa di bawah trotoar

= min 75 cm.

Kriteria Perencanaan  Q maks

= 0, 08466 m3/det;

 Kecepatan pipa transmisi, v = 1,1 m/det

Tabel 5.5 Perhitungan Pipa Transmisi Parameter Luas penampang pipa (A) Diameter pipa (d)

Rumus A=

𝑄 𝑣

4×𝐴 𝜋

d=

Perhitungan

Hasil

Satuan

0,077

m2

0,31

m

350

mm

𝜋 0,35 2 4

0,096

m2

0,08466 𝑚 3 /𝑑𝑒𝑡 0,096 𝑚 2

0,88

m/det

A=

0,08466 𝑚 3 /𝑑𝑒𝑡 1,1 𝑚 /𝑑𝑒𝑡

d=

4 × 0,077 𝑚 2 𝜋

D pasaran Cek perhitungan Luas penampang pipa menjadi Kecepatan (v)

A=

𝜋 𝑑2 4

v=

𝑄 𝐴

A= V=

0,6 – 1,2 m/det

OK



V- 7


Pompa Hisap Intake Kriteria Desain (Al-Layla, 1978):  Faktor gesekan pipa

= 0,03 ;

 Konstanta pipa masuk

= 0,5;

 Konstanta pipa keluar

= 1;

 Konstanta Bend 90°

= 0,7;

 Konstanta Tee

= 1,5;

 Konstanta valve

= 0,2;

 Jarak dari pompa ke IPA

= 600 m

 Jumlah pompa 2 (dua) buah; satu beroperasi, satu lagi cadangan. Kriteria Perencanaan:  Diameter pipa tekan, Dd

= 0,2 m

 Diameter pipa hisap, Ds

= 0,2 m

 Kecepatan air di pipa tekan, vd= 1,2 m/det  Kecepatan air di pipa hisap,vs = 1,2 m/det  Q maks

= 0, 08466 m3/det; 5,0796 m3/men

 𝛾

= 1 kg/L


= 0,5;


= 1;

 Konstanta Bend 90°

= 0,7;

 Konstanta Tee

= 1,5;

 Konstanta valve

= 0,2;

 Jarak dari pompa ke IPA

= 600 m

 ῆ

= 75%

 Sisa tekan

=5m

Perhitungan Head Pompa Intake Hfd1 : kerugian gesek dari pompa ke muka air di intake Hfd1 : kerugian gesek dari pompa ke muka air di intake Hfd1 = =

𝑓𝐿𝑉𝑑 2 2𝑔𝐷𝑑 0,03 × 6 𝑚 × (1,2 𝑚/𝑑𝑒𝑡 )2 2 ×9,81

𝑚 ×0,2 𝑑𝑒𝑡 2

= 0,066 m Samuel Mangihut (120407043) Irmayanti (130407014) Widya Winanda (130407008) Dhia Darin Silfi (130407028)

V- 8


Hfd2 = =

𝑓𝐿𝑉𝑑 2 2𝑔𝐷𝑑 0,03 ×(600+6 𝑚) × (1,2 𝑚/𝑑𝑒𝑡 )2 2 ×9,81

𝑚 ×0,2 𝑑𝑒𝑡 2

= 6,671m Hmd

= Hmd Bend + Hmd valve + Hmd Tee 𝑣2

= K.Bend 90 2𝑔 + K. valve = 0,7 ×

(1,2 𝑚/𝑑𝑒𝑡 )2 2 ×9,81

+ 0,2 ×

𝑣2

𝑣2

+ K. Tee 2𝑔 2𝑔 (1,2 𝑚/𝑑𝑒𝑡 )2 2 ×9,81

+ 1,5 ×

(1,2 𝑚/𝑑𝑒𝑡 )2 2 ×9,81

= 0,176 m Ht

= 0,066m + 6,671m + 0,176m = 6,913 m

5.2.2

Koagulasi

Kriteria Desain (Susumu Kawamura, 1991):  Menggunakan system hidrolis (terjunan) dengan persamaan Thomson sudut 90°  Rentang Gradien (G) = 200 – 1200 /det  Detention time, td

= 30 – 120 det

 Viskositas kinematis (v)

= 0,8975 × 10−6 m2/det

 Konsentrasi Koagulan

= 5 – 50 mg/L

Kriteria perencanaan;  Detention time, td

= 60 det

 Konsentrasi Koagulan

= 30 mg/L

 Debit (Q maks)

= 0, 8466 m3/det;

 Gaya gravitasi

= 9,81 m2/det

 Direncanakan 2 bak dengan masing masing Q = 0,04233m3/det  Tinggi bak

=1m

 Perbandingan P : L

=2:1


V- 9

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238) Tabel 5.6 Perhitungan Koagulasi Parameter

Rumus

Perhitungan

Hasil

Satuan

0,245

m

211,27

/det

2,6

m3

1

m

2,6

m2

Koagulasi Headloss Cek nilai G Volume

Q = 1,417𝑕 G=

5

0,04233= 1,417𝑕

2

5

m2

𝑔 ×𝑕 𝑣 × 𝑡𝑑

d=

9,81 det ×0,245 𝑚

0,8975 ×10 −6 m2

𝑑𝑒𝑡 × 60𝑑𝑒𝑡

3

V = Q × td

V = 0,04233 m /det × 60 det

Tinggi bak, h Luas

A=

2

𝑉 𝑕

A=

2,6𝑚3 1𝑚

Lebar

A = 2 × 𝐿2

2,6 = 2 × 𝐿2

1,15

m

Panjang

P=2×𝐿

P = 2 × 1,15

2,3

m

61,5

dtk

td =

td

𝑉 𝑄

td =

2,6 0,04233


5.2.3

Flokulasi

Kriteria desain dan Desain Perencanaan 

Flokulasi dalam 3 kompartmen: Tabel 5.7 nilai G dan td Kompartmen 1 2 3

G (/dt) 20 15 10

Td (detik) 360 400 440

Sumber: Asumsi dan Kriteria Desain



Panjang bak direncanakan 10 m



td = (120-1200) detik



Debit Pengolahan (Qmaks) = 0,08466 m3/det



f = 0,03



h=1m



td = 1200 det



μ = 0,000985 kg/m.det



ρ = 998,2 kg/m3

Perhitungan Samuel Mangihut (120407043) Irmayanti (130407014) Widya Winanda (130407008) Dhia Darin Silfi (130407028)

V- 10


 Total Volume (Vtotal) Vtotal = Qmaks x td = 0,08466 m3/det x 1200 det = 101,6 m3  Lebar Bak (L) L

= V / (Pxh) = 101,6 m3/ (10 x 1 m) = 10,16 m

 Lebar tiap kompartmen (l) l

= L/n = 101,6 m / 3 = 3,386 m

 Perhitungan masing-masing kompartmen menggunakan persamaan dibawah ini:  Jumlah baffle (n) 2 𝑥 𝜇 𝑥 𝑡𝑑

𝑕𝑥𝑃𝑥𝐺

n ={ 𝜌(1,44+𝑓) 𝑥 ( 𝑄𝑚𝑎𝑘𝑠 )2}1/3  Jarak antar baffle = P/n  Small opening = 5% x jarak antar baffle  Headloss (HL) HL =

𝜇 𝑥 𝑡𝑑 𝑥 𝐺^2 𝜌𝑥𝑔

 Hasil perhitungan untuk masing masing kompartmen: Tabel 5.8 Perhitungan Flokulasi Hitungan

1 Jumlahbaffle (buah) 20,31 ≈21 Jarakantar baffle (m) 0,476 ≈ 0,5 Small Opening (m) 0,025 ≈ 0,025 Headloss(m) 0,0015 Sumber: Perhitungan PPBPAM, 2016

Kompartmen 2 17,37 ≈18 0,555 ≈ 0,5 0,025 ≈ 0,025 0,0009

3 13,71 ≈ 14 0,714 ≈ 0,7 0,035≈ 0,035 0,0004

Headloss total = 0,0015 + 0,0009 + 0,0004 = 0,0028 m 5.2.4

Sedimentasi

Kriteria Desain: 

Vd, Surface loading (Q/A)

= 20-80 m3/hari/m2 (= 2,3x10-4-9,3x10-4 )m/det



Tinggi bak (h)

= (3-4) m



Waktu pengendapan (td)

= (2-4 jam)



Panjang : lebar

= (4:1)-(6:1)



Bilangan Reynold (Re)

=< 2000



Bilangan Froude (Fr)

=≥ 10-5



Lebar tube settler (w)

= 5-10 cm


V- 11

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238) 

Kandungan lumpur

= 0,5%-2%



Efisiensi penyisihan

= 80%



Weir loading

= 3,472 x 10-3 m3/det



Kecepatan aliran pada saluran pelimpah = 0,6 m/det

Bak Pengendap (Clarifier) Kriteria perencanaan 

Tinggi bak

=3m



Suhu

= 10 0C



Debit tiap bak sedimentasi

= 0,8466 m3/detk



Viskositas kinematis, 

= 1,31 x 10–6 m2/dtk



Tinggi tube (Htube)

= 0,5 m



Lebar tube (w)

= 0,05 m



Tebal tube

= 2,5 x 10–3 m



Panjang tube total adalah 80% dari panjang total bak sedimentasi.

E

C

w

w’

pipa .a maks

D

H

vo  A

Gambar 5.1 Tube Settler B

Perhitungan Hasil perhitungan dimensi bak sedimentasi dapat dilihat pada tabel 5.9 berikut. Tabel 5.9 Perhitungan Dimensi Bak Sedimentasi Rumus & Perhitungan Hasil

Parameter

Satuan

Dari grafik dengan performance very good dan n = 1/8, didapatkan to/td = 1,8 Vo

v

to

td



vo

vo = 1,8 x 2,3 x 10-4

m/detk

1,59 x 10–3

m/detk

Q A w

0,05 0,5 0,866  sin θ  0,866 0.5 Q sin θ cos θ vα  v  2,3x10  4 A w 0,05 tgθ 1,732 sin θ 0,866 H

4,14 x 10–4


V- 12


Tube Settler Luas tube

A

53,24

m2

53,24 4

3,65

M

P = 4 x 3,65

14,6

M

0,06

M

243

Buah

61

Buah

0,0125

M

15,17

< 2000...OK

4,54 x 10–3

>10-5...OK

3,50

<18...OK

0,08466 53,24

0,006

m/det

0,0032 6,93

4,62 x 10–4

OK

vo = 1,8 x 4,62 x 10–4

8,32 x 10–4

m/det

4,61

<18...OK

Q v

A

0,08466 1,59 x10 3

Dimensi tube dimana p : l = 4 : 1 A 4

Lebar tube

L 

Pjg tube

P=4xL

Lebar efektif tube (w')

w' 

Jmlh tube pd sisi panjang

w

P

R

nP 

w'

L

nL 

Jari – jari hidrolis (R)

w' 

sin 

nP 

Jumlah tube pada sisi lbr

L

nL 

w'

luasbasah

R 

kllbasah

0,05 sin 

14,6 0,06

3,65 0,06

( 0,05 x 0,05) ( 4 x 0,05)

Cek perhitungan Bilangan Reynold

NR e 

Bilangan Froude

NFr 

v R  v

Cek terhadap Q/A

Vo

Ktrl scouring

v 

NFr 

gR

Ktrl v< 18 vo scouring Cek jika salah satu bak dikuras v

NRe 

v 

Luas tube total

w

 sin  sin  cos  Q v  A w tg sin 

to

td



vo

0,00159 9,81 x 0,0125

1,59 x 10–3 / 4,54 x 10–4

Q

H

0,00159 x 0,0125 1,31x 10 6

Q A



Q A

v< 18 vo

0,006 / (1,3 x 10–3)


V- 13

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238) Cek thd bil. Reynold

NR e 

Cek thd bil. Frounde

NFr 

vαR υ

N Re 

0 ,006 x 0 ,0125 1,31 x 10 6

57,25

< 2000...OK

v

NFr 

0,006 9,81 x 0,0125

0,017

>10-5...OK

gR

Dimensi Bak Pengendap Panjang tot = Panjang bak + bak tebal tube x (jml tube pada sisi pjg + 1)

Lebar tot bak

= lebar + tebal tube x (jumlah tube pada sisi lebar + 1)

Tinggi tot bak

tinggi bak + freeboard

= (100/80x14,6) + 0,0025 x (243+1)

18,86 m

= 3,65 + 0,0025 x (61+1)

3,80 m

h = 3 + 0,5

3,5 m

Sumber: data dan perhitungan PPBAM, 2016

Ruang Lumpur Kriteria perencanaan 

Kandungan solid dalam lumpur

= 1,5 %



Lama pengurasan

= 10 menit = 600 dtk



Waktu pengurasan

= 1 x sehari



Kecepatan pengurasan

= 0,5 m/detk



Q bak

= 0,08466 m3/detk



Qunderdrain

= 2% x Qbak = 0,02 x 0,08466 m3/det = 1,69 x 10-3 m3/det



Panjang = lebar, dan volume lumpur = volume limas

Perhitungan Hasil perhitungan ruang lumpur dapat dilihat pada tabel 5.10 berikut. Tabel 5.10 Perhitungan Ruang Lumpur Parameter Volume lumpur (1 hari)

Rumus & Perhitungan

V

%lumpur x td x Q1underdrain



1,5 x86400 x1,69x10

1000

Volume limas

V = ⅓ x luasalas x t

3

Hasil

Satuan

0,22

m3

0,05

m3

1000 t

3 x 0,22 3,80 x 3,80


V- 14

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238) Debit lumpur (Ql)

Ql 

Luas penampang pipa penguras

A

Diameter pipa penguras

A

Volume

Ql 

T

0,22

3,6 x 10-4

m3/detk

7,2 x 10-4

m2

0,03

m

600

Q

A

v

3,6 x10 4 0 ,5

π d2

4 x 7,2 x10

d

4

4

π


Inlet Kriteria perencanaan 

Qorifice terdekat dengan terjauh

 90%



Diameter orifice

= 0,1 m



Kecepatan orifice

= 0,2 m/detk



Jumlah orifice

= 10 buah



Perbandingan muka air terdekat dengan terjauh

= 0,01 m



Kecepatan inlet cabang

= 1 m/detk



Q tiap bak

= 0,08466 m3/det



Flume dilengkapi 6 orifice



Lebar flume

= 20 cm

Perhitungan Hasil perhitungan dimensi inlet dapat dilihat pada tabel 5.11 berikut. Tabel 5.11 Perhitungan Dimensi Inlet Bak Sedimentasi Parameter

Luas penampang pipa cabang (A) Dimensi pipa inlet cabang

Rumus & Perhitungan A

d

Q

A

v

0,08466

V

Satuan

0,08466

m2

0,33

m

350

m

0,990

m/detk...OK

400

mm

1

4A 

d

4 x 0 ,08466



Diameter pasaran Kec. inlet cabang

Hasil

Q 1 / 4 π d2

V 

0 ,08466 1/ 4 x π x 0 ,33

Diameter inlet utama (asumsi)


2

V- 15

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238) Q

Kec. inlet utama

V 

Debit tiap orifice

Qor 

Luas orifice

V 

1 / 4 π d2 Q tiap bak

0,08466

Aor 

v orifice d orf 

0,014 0,2

3,80  ( 6 x 0,1 )

Jarak antar orifice

Lor 

Jarak orifice dg dinding

= ½ x jarak antar orifice = ½ x 0,53

n orifice

0,67

m/detk…OK

0,014

m3/detk

0,07

m2

0,53

m

0,26

m

0,085

m2

0,425

m

5,76x10-3

m

0,0126

m3/detk

4,67x10-3

m

1,16x10-3

m

0,014

m3/detk

5,76x10-3

m

2

6

Qorifice

l bak - n orf

1/ 4 x π x 0,4

Qor 

n orifice

Aor 

0,08466



6

Dimensi Flume Luas flume

Tinggi flume

A

Q

A

v

0 ,08466 0 ,990

t A l

t

0 ,085 0 ,2

Perhitungan headloss Headloss orifice 1 yg terdekat dg p. inlet cabang

Q12 Hl 1  0,72 A 2 g

Debit orifice keenam

Q2

Headloss orifice ke-6

Q22 Hl 2  0,72 A 2 g

Turunnya m.a dlm flume dr tengah ketepi

= Hl1 – Hl2 = 5,76x10-3– 4,6x10-3

Q1

100%  90%

Hl 1 

Q2 

0,014 2 2 0 ,72 x 0 ,07 x 9 ,81

0,014x 90% 100%

2 0,0126 Hl 2  2 0 ,72 x 0 ,07 x 9 ,81

Cek jika salah satu bak dikuras Q tiap orifice

Headloss orifice 1 yg terdekat dg p. inlet cabang

Qor 

Hl 1 

Q tiap bak n orifice Q12 0,72 A 2 g

Qor 

0,08466 6

Hl 1 

2 0,014 2 0 ,72 x 0 ,07 x 9 ,81


V- 16

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238) Debit orifice keenam Headloss orifice ke-6 Turunnya m.a dr tengah ke tepi dr flume

Q2

100%  90%

Q1

Q2 

0,014 x 90%

0,0126

m3/detk

4,67x10-3

m

1,16x10-3

m

100% Q22 0,72 A 2 g

Hl 2 

2 0 ,0126 Hl 1  2 0 ,72 x 0 ,07 x 9 ,81

= Hl1 – Hl2 = 5,76x10-3-4,6x10-3


Outlet Kriteria perencanaan 

Menggunakan V-Notch 900



Jarak antar V-notch

= 50 cm



Lebar pelimpah

= 20 cm



Lebar saluran pengumpul

= 20 cm



Weir loading

= 5 m3/m/h = 1,39 x 10-3 m3/m/detk



Kecepatan saluran pelimpah = 0,5 m/detk



Kecepatan saluran pengumpul= 0,3 m/detk

Perhitungan Hasil perhitungan dimensi outlet dapat dilihat pada tabel 5.12 berikut. Tabel 5.12Perhitungan Dimensi Outlet Bak Sedimentasi Parameter

Rumus & Perhitungan Q bak

Panjang pelimpah tot

P tot 

w'

w’ = lbr bak – lbr sal pengumpul = 3,8 – 0,2

Jumlah sal. pelimpah (n)

n

Panjang 1 sal. pelimpah

P1 sal. 

Luas sal. pelimpah

A

Tinggi sal. pelimpah (t)

t

weir loading

Ptotal

P tot 

n

2 w'

Q

l

60,9

Satuan

60,9

m

3,6 8,46≈9

Buah

5,07

m

0,17

m2

0,85

m

2 x 3,6 P total n (1sal  2 plph )

P1 sal. 

60,9 6x2

A

0 ,08466 0 ,5

v

A

0 ,08466 3 1,39 x 10

Hasil

t

0,17 0,2


V- 17

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238) Jarak antar sal. pelimpah



Ptot - 2 lbr sal pel 



n sal pel  1

60,9 - ( 2 x 0 ,2 )

6,05≈6

m

72

Buah

0,00117

m3/detk

0,058

m

0,0667

m

( 9 1 )

Perhitungan v-notch Jmlh v-notch

Q tiap v-notch

w'

n

jarak antar v -notch

Q

(jlhpel) 

Qtiap bak n v - notch

3,6 x 10 0,5

Q

0,08466 72

Tinggi air pada vnotch

Qv-notch = 1,417 H5/2

Tinggi v - notch

= H + 15% x H = 0,058 + 15% x 0,058

2  0,00117  5 H    1,417 

Perhitungan Saluran Pengumpul Q

Tinggi sal. pengumpul (h)

h 

1,41

m

Cek kec. Untuk debit tiap bak

v 

0,3

m/detk...OK

Panjang sal. pengumpul

= (n x lbr sal pelimpah) + {(n-1) x jrk antar pelimpah)}

49,8

m

Asumsi waktu detensi

60

dtk

Tinggi ruang pengumpul

0,5

m

Kecepatan aliran ruang pengumpul

0,5

m/detk

h

l v

Q

0 ,2 x 0 ,3

v

A

0 ,08466

0 ,08466 0 ,2 x1, 41

= (9 x 0,2) +{(9 – 1) x 6} Perhitungan Dimensi Ruang Pengumpul

Panjang ruang pengumpul = 2 lebar sedimentasi

= (2 x 3,8)

7,6

m

Volume bak

vol = Q x td

vol = 0,08466 x 60

5,08

m3

Lebar ruang pengumpul

l

1,33

m

Dimensi pipa keluar

d 

0,464

m

500

mm

Vol ph 4Q π v

l

5,08 7,6 x 0,5

d 

4 x 0,08466 π x 0 ,5

Diameter pasaran


V- 18

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238) Cek kecepatan

v

Q

v

A

0,43

0,08466 1 x π x 0 ,5 4

m/detk...OK

2


saluran pengumpul flume

ruang lumpur

saluran pelimpah

tube settler

bak pengumpul

pipa penguras pipa inlet

Gambar 5.2 Skema Ruang Lumpur

5.2.5

Filtrasi

Kriteria Perencanaan: 

Kedalaman air baku diatas media

= 0,5 m



Kecepatan filtrasi (vf)

= 5 m/jam;



Porositas (e)

= 0,4;



Faktor bentuk (Φ)

= 0,75



Konstanta kerikil (K)

= 12



Spesific gravity (Sg)

= 2,65



Konstanta Manning (n)

= 0,014



Panjang : lebar bak

=3:1



Q

= 0,08466 m3/det

Perhitungan Dimensi Bak Filtrasi 

Jumlah Bak = 12Q0,5 = 12(0,08466)0,5 = 3,49 ~ 4



Debit Tiap Filter Q =

0,08466 m 3 /det = 0,0211 m3/det 4


V- 19

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238) 

Luas Tiap Unit Filter A =

Q 0,0211 m 3 /det   3600 det/jam  15m 2 vf 5 m / jam

P:L=3:1 A=PxL 15 m2 =3 L2 L=

15 3

L = 2,23 m P = 3 x 2,23 m = 4,46 m A filtrasi sebenarnya

=PxL = 4,46 m x 2,23 m = 9,9458 m2

Tinggi Bak Filtrasi (H)

= 1,5 x Ldesain = 3,345 m

Media Filtrasi Media filtrasi terdiri dari: 1. Media penyaring, digunakan antrasit dan pasir dengan diameter terkecil pada bagian yang paling atas; 2. Media penyangga, digunakan kerikil; Kriteria penyaring yang digunakan dapat dilihat pada table 5.13: Tabel 5.13 Kriteria Penyaring Media

D efektif (d10)

Koef. Keseragaman (µc)

Berat jenis spesifik (g/m3)

Tebal media (m)

Spherisitas (φ)

Porositas (e)

Antrasit

0,9

1,45

1,5

0,4

0,72

0,55

Pasir

0,5

1,5

2,65

0,35

0,82

0,42

Sumber: Theory end practice of Waste Water Treatment,Ronald L Droste,1997 

Distribusi Ukuran Media Distribusi ukuran media didasarkan pada Appendix 7 (Unit Operation of Sanitary Engineering Linvil G. Rich) sehingga diperoleh nilai D1 dan D2 yang berasal dari Sieve Size. Dimensi nilai diameter (d) adalah:


V- 20

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238) Nilai D1 dan D2 didefinisikan berdasarkan appendix 7 (Unit Operation Of Sanitary Engineering, Livil G.Rich).

Tabel 5.14 Distribusi Ukuran Media Sieve Size

D1 (mm)

D2 (mm)

d (mm) (D1 x D2)1/2

14-20

1,41

0,840

1,09

20-30

0,84

0,590

0,70

30-35

0,59

0,500

0,54

35-40

0,5

0,420

0,46

40-45

0,42

0,350

0,38

45-50

0,35

0,297

0,32

Sumber: Unit Operation of Sanitary Engineering Linvil G. Rich



Ketebalan lapisan penyangga 450 mm dengan menggunakan media kerikil dengan diameter 1,7 mm-20 mm. (Kriteria desain Kawamura 1990)



Diameter dan ketebalan media kerikil Tebal lapisan kerikil (l) L = k (log d + 1,4) Tabel 5.15 Perhitungan Tebal Terpilih Media Kerikil Diameter

Nilai tengah

L (cm)

Peningkatan (cm)

Tebal terpilih (cm)

3/16 – 6/16

4,5/16

10,2

10,2

10

6/16 – 12/16

9/16

13,8

3,6

3,5

12/16 – 24/16

18/16

17,4

3,6

3,5

24/16 – 48/16

36/16

21,03

3,65

4

(in)

Sumber : UO dan UP: Tom D Reinold dan Perhitungan


V- 21


Sistem Underdrain Kriteria Perencanaan: 

Underdrain menggunakan manifold dengan pipa lateral pada sisi-sisinya dan dilengkapi dengan sejumlah orifice;



Panjang filter = panjang bak filtrasi = 4,89 m;



Diameter orifice 0,5 inchi (1,27 cm);



Luas media filter 8 m2;



Perbandingan luas pipa lateral dengan luas orifice (2 − 4) : 1 diambil 4 : 1;



Perbandingan luas pipa manifold dengan luas pipa lateral (1,5 − 3) : 1 diambil 3 : 1;



Panjang pipa manifold = panjang bak = 4,89 m;



Qmaks

: 0,08466 m3/det;



Tinggi pasir

: 0,75 m;



Tinggi kerikil : 0,53 m;



Tinggi air

: 0,5 m;



Freeboard

: 0,3 m;



td

: 180 det.

Perhitungan Bak Filtrasi 



Luas Bukaan Total Orifice A Orifice = 0,25 % x luas media = 0,25 % x 8 m2 = 0,02 m2 A tiap Orifice Aorifice = ¼ . π . d2 = ¼ . 3,14 . (0,0127 m)2 = 1,27 x 10-4 m2



Jumlah Lubang Orifice (n) A orifice 0,02m 2  n= A tiap orifice 1,27 x 10  4 m 2 n = 157,48 ~ 158 lubang untuk tiap filter



Pipa Lateral A lateral : Aorifice Jarak antar lateral Jarak lateral ke dinding A lateral total

=4:1 = 0,3 m = 0,25 m = 25 cm = 4 x A orifice = 4 x 0,02 m2 = 0,08 m2


V- 22


= panjang bak – jarak lateral ke dinding = 4,89 m – 0,25 m = 4,64 m

Panjang manifold

Panjang manifold x2 = Jarak antar lateral

Jumlah lateral =

4,64 m x 2 = 31 buah 0,3 m

Orifice untuk 1 lateral =

Jumlah orifice 158   4,93 ~ 5 lub ang Jumlah Lateral 32

A lateral total 0,08m 2   0,0025 m 2 Jumlah lateral 32 = ¼ .  . D2 = ¼ .  . D2

A tiap lateral

=

A lateral 0,00258 m2

0,0025 m 2 x 4 = 3,14 = 0,056 m = 56 mm

D

Pipa Manifold (Am) Am.tot = 3 x luas total lateral = 3 x 0,08 m2 = 0,24 m2



Am

= 3 x 0,02 m2 = 0,06 m2

Diameter Manifold Am = ¼ . π . d2 0,06 = ¼ . 3,14 . d2



d

=

0,06 𝑥 4 3,14

= 0,276 m = 276 mm Panjang lateral tiap sisi (L)

= L – (2 x jarak lateral ke dinding) -  manifold = 1,63 m – (2 x 0,25 m) – 0,276 m = 0,854 m

Jarak antar orifice

=

P lateral - (3 x  orifice ) 3 0,854 m  (3 x 0,056 m)  0,23m = 3

Sistem Inlet Kriteria Desain: 

Qorifice terdekat dengan terjauh ≥ 90 %;



Perbandingan tinggi muka air terdekat dengan terjauh (∆h) = 0,01 m;


V- 23

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238) 

Kecepatan (v) inlet cabang

= 1 m/det;



Kecepatan orifice

= 0,2 m/det;



Q tiap bak

= 0,0211 m3/det;



Flume dilengkapi 4 orifice;



Lebar

= tinggi;

Perhitungan:  Luas Penampang Pipa Cabang (A) Q=vxA Q 0,0211 m 3 /det A=   0,0211 m 2 v 1m/det 



Dimensi Pipa Inlet Cabang A  1/4 x π x d 2 d

4xA π

d

4 x 0,0211 m 2  0,16 m  160 mm π

Dimensi Pipa Inlet Utama Q = 0,0211 m3/det dengan kecepatan < 3 m/det Digunakan pipa diameter 200 mm Cek diameter terhadap kecepatan:



Q

=vxA

0,0211 m3/det

= v x (¼ x π x (0,2 m)2)

v

= 0,671 m/det < 3 m/det . . . . . . . . ok!

Luas Penampang Flume A = Q/v A= (0,0211 m3/det) / 0,2 m/det = 0,1055 m2



Dimensi Flume A =lxt l

=t

A = l2 0,1055 m 2 = 0,324 m = 0,4 m

l

=t=

A

= 0,16 m2


V- 24


Pintu Air Kriteria Perencanaan: 

Setiap bak terdiri dari 1 pintu air;



Lebar pintu air (L) 20 cm;



Bukaan pintu (b) 10 cm.

Perhitungan Debit yang melalui pintu (Q) Q = (0,2 m x 0,1 m ) x 0,0211 m/det = 0,000422 m3/det

Sistem Outlet Kriteria Perencanaan:  Air hasil filtrasi dilimpahkan dan ditampung dalam saluran penghubung antara unit filter dan selanjutnya dialirkan menuju bak desinfeksi; 

Bukaan outlet terletak di bawah permukaan air dengan panjang bukaan 1,63 m (sama dengan lebar bak filtrasi) dan tinggi bukaan 30 cm;



Saluran terdiri dari 2 buah;



Lebar saluran 0,5 m.

Perhitungan Debit dalam saluran = 0,0211 m3/det  Q   H =   1,38 x b 

2/3

 0,0211      1,38 x 0,5 

2/3

 0,1 m

Luas pipa outlet A=Q/v A = (0,0211 m3/det) / 1 m/det = 0,0211 m2 Dimensi pipa outlet cabang D=

(4 x A) π

D=

(4 x 0,0211 m 2 ) π

= 0,16 m ~ 160 mm Dimensi pipa outlet utama 200 mm, cek kecepatan:


V- 25


V=

Q 1/4 π D 2

0,0211 m 3 /det = = 1,05 m/det……ok! 1/4 π (0,16m) 2

Headloss filter saat beroperasi Headloss pada saat filter beroperasi terdiri dari headloss: 

Media Penyaring;



Media Penyangga;

Pintu air;Underdrain. Perhitungan Headloss Pada Penyaringan Asumsi terdapat 2 jenis media penyaring (pasir dan antrasit) dan 1 jenis media penyangga (kerikil atau gravel). Media Pasir Pasir Nre

<5

Porositas awal (ƒ)

= 0,4

Tebal pasir

= 70 cm

Diameter (d)

= 0,8 mm

Viskositas (ν)

= 0,000008039 m2/detik

Kecepatan Filtasi (Vf) = 0,00139 m/dtk Nre =

Vf x d  x (1  f ) v

0,00139 x (0,8 .10 3 ) 1 x = = 0,229 ……(OK) (1  0,4) 0,000008039 HL = 180 x

= 180 x

v (1  f ) 2 Vf x x 2 xL g f3 D

(0,000008039 ) (1  0,4) 2 1,39 x10 3 x x x 0,7 9,81 0,4 3 (0,8 .10 3 ) 2

= 1,26 m


V- 26


Media Antrasit Antrasit Nre

<5

Porositas awal (ƒ)

= 0,4

Tebal pasir

= 70 cm

Diameter (d)

= 0,001 m

Viskositas (ν)

= 0,000008039 m2/detik

Kecepatan Filtasi (Vf) = 0,00139m/dtk Nre =

Vf x d  x (1  f ) v

(1,39 x10 3 ) x(1x10 3 ) 1 = = 0,288………(OK) x (1  0,4) 0,000008039 HL = 180 x

= 180 x

w (1  f ) 2 Vf x x 2 xL g f3 D

0,000008039 (1  0,4) 2 1,39 x 10 3 x x x 0,7 = 0,807 m 9,81 0,4 3 (1x10 3 ) 2

Media Penyangga Kerikil Antrasit Nre <5 Porositas awal (ƒ)

= 0,4

Tebal pasir

= 30 cm

Diameter (d)

= 0,003 m

Viskositas (ν)

= 0,000008039 m2/detik

Kecepatan Filtasi (Vf) = 0,00278 m/dtk Nre

=

Vf x d  x (1  f ) v

(2,78 x10 3 ) x (3 .x 10 3 ) 1 x = =0,172 m ……..(OK) (1  0,4) 0,000008039 HL

= 180 x

v (1  f ) 2 Vf x x 2 xL g f3 D

= 180 x

0,000008039 (1  0,4) 2 2,78.x10 3 x x x 0,3 = 0,038 m 9,81 0,4 3 (3 x 10 3 ) 2


V- 27


HL media

= HL pasir + HL antrasit + HL kerikil = 1,26 m + 0, 807 m + 0,038 m = 2,105 m

Headloss pada pintu air (HLpa) Lebar pintu air 0,2 m 

Tinggi bukaan pintu air 0,1 m Debit (Q) 0,0211 m3/det Sehingga, 2

HLpa

2

    Q 0,0211      0,147 m =   2,746 x l x b   2,746 x 0,2 x 0,1 

Headloss pada Underdrain Kapasitas masing-masing bak filter 0,0211 m3/det 

Pada orifice Jumlah lubang 158 buah dengan diameter 0,56 inch (1,27 cm) Debit air tiap orifice = 0,0211/158 = 1,34 x 10-4 m3/det Luas bukaan orifice

= 1,27 x 10-4 m2

C

= 0,65

Kecepatan air melalui orifice (v) v

= Q/A = (1,34 x 10-4 m3/det)/ 1,27 x 10-4 m2 = 1,055 m/det

Kehilangan tekanan pada orifice HLor

=

=

Q or

2

2

(A or x C 2 x 2 g) (1,34x10 4 m 3 /det) 2  1,002 m (1,27 .10 -4 m 2 ) 2 x 0,65 2 x 2 x 9,81 m/det 2 )

Pada Lateral Panjang pipa lateral (L)

= 0,854 m

Diameter pipa lateral

= 0,056 m

Koefisien gesek (f)

= 0,02


V- 28


Jumlah pipa lateral

= 31 buah

Debit (Q) tiap pipa lateral

= Q / jml pipa lateral = (0,0211 m3/det) / 31 buah = 6,81.10-4 m3/det

Kecepatan air pada lateral

= (6,81.10-4 m3/det)/(1/4 x 3,14 x (0,056)2) = 0,28 m/det

Headloss pada pipa lateral HLlateral) L x v2 =f 2xgD

HLlateral

0,854 m x (0,28 m/det) 2 = 0,02 x = 1,22.10-3 m 2 2 x 9,81 m/det x 0,056 m

HLsebenarnya

= 1/3 (1,22.10-3 m) = 4,07 x10-4 m

Pada manifold Panjang pipa manifold =4,64 m Diameter pipa manifold= 0,276 m C

= 100

Dengan persamaan Q = 0,2785 x C x D2,63 x S0,54 Maka

S0,54 = Q / (0,2785 x C x D2,63) S0,54 = 0,0211 m3/det / (0,2785 x 100 x (0,276 m)2,63) S0,54 S

= 0,0223 = 8,79 x 10-4 m

Headloss pipa manifold (HLmanifold) S

= (HLmanifold/L)

8,79 x 10-4

= HLmanifold/4,89 m

HLmanifold

= 4,298 10-3 m

HLsebenarnya= 1/3 (4,298 10-3 m) =1,4327.10-3 m Headloss total pada saat filter beroperasi HT = HLlateral + HLmanifold + HLmedia + HLpintu air = 1,22.10-3 m + 4,298 10-3 m + 2,105 m + 0,147 m Samuel Mangihut (120407043) Irmayanti (130407014) Widya Winanda (130407008) Dhia Darin Silfi (130407028)

V- 29


= 2,257 m Backwash V back wash = 4 x Vs = 4 x 0,00139 m/dtk = 5,56.10-3 m/dtk  Media Pasir Tebal pasir = 70 cm w = 995 kg/m3 s = 2650 kg/m3 Porositas akhir filtrasi (f1) artinya kedalaman di mana penyaringan mulai tersumbat.

Vf w w (1 / 4,3) 2,95 x (1 / 3, 2 ) x x (1 / 2 ) s .w D g f1 =

(1 / 3)

0,995 x 10 6 (1 / 4,3) 1,39 .10 3(1 / 3) 995 kg / m 3 x x = 2,95 x 9,81(1 / 3, 2 ) 2650  995 kg / m 3 8 x10  4 (1 / 2)

= 0,05 m Asumsi % ekspansi = 20% (tidak boleh lebih dari 60%)

Le Lo x100% 20% = Lo Le  0,7 m 0,2 = 0,7 m

Le – 0,7 m = 0,14 Le = 0,14+ 0,7 Le = 0,84 m Tinggi ekspansi (fe) (1-fe)2 Le

= (1-fe) . Lo

(1-fe) 0,84 m

= (1- 0,05 m) . 0,7 m

1 - fe

= 0,79 m

fe

= 0,21 m


V- 30


w0,8 (1  f e ) 2 f bw x x 1,8 x Le 3 9,81 d fe 1; 2

130 x HL pasir

= = 130 x

0,995 x10 6 (0,8) (1  0,21) 2 0,01(1, 2) x x x 0,84 9,81 0,213 0,8 x10 3 (1,8)

= 0,084 m Media Antrasit  ø antrasit

= 1 mm

s

= 2650 kg/m3

w

= 995 kg/m3

Tebal antrasit = 70 cm Porositas akhir (f1)

Vf w w (1 / 4,3) 2,95 x (1 / 3, 2) x x (1 / 2) s .w D g =

(1 / 3)

f1

0,995 x10 6 (1 / 4,3) 1,39 x10 3(1 / 3) 995 x x = 2,95 x 2650  995 1.10 3(1 / 2) 9,81(1 / 3,6) =0,0015 m Asumsi % ekspansi = 20% (tidak boleh lebih dari 60%)

Le Lo x100% 20% = Lo Le  0,7 m 0,2 = 0,7 m

Le – 0,7 m = 0,14 Le = 0,14 + 0,7 Le = 0,84 m Tinggi ekspansi (fe) (1-fe)2 Le

= (1-f1) . Lo

(1-fe) 0,84 m = (1-0,806 m) . 0,7 m 1 - fe

= 0,16 m


V- 31


fe

= 0,838 m

w 0,8 (1  f e ) 2 f bw 130 x x x 1,8 x Le 3 9 D fe 1; 2

HL antrasit

=

0,995 x 10 6 ( 0,8) (1  0,838) 2 0,01(1, 2) 130 x x x x 0,84 9,81 0,838 3 1x10 3 (1,8) = = 0,016 m Media Penyangga Kerikil  kerikil

= 3 mm

s

= 2650 kg/m3

Tebal kerikil = 30 cm Porositas akhir (f1)

Vf w w (1 / 4,3) 2,95 x (1 / 3, 2) x x (1 / 2) s .w D g =

(1 / 3)

f1

= 2,95 x

0,995 x10 6 (1 / 4,3) 995 0,00139 (1 / 3) x x 2650  995 3x10 3(1 / 2) 9,81(1 / 3,6)

= 1,18 m Asumsi % ekspansi = 20% (tidak boleh lebih dari 60%)

Le Lo x100% 20% = Lo Le  0,3 m 0,2 = 0,3 m

Le – 0,3 m = 0,15 Le = 0,15 + 0,3 Le = 0,36 m Tinggi ekspansi (fe) (1-fe)2 Le

= (1-fe) . Lo

(1-fe) 0,36 m

= (1-0,46 m) . 0,3 m

1 - fe

= 0,45 m


V- 32


fe

= 0,55 m

w 0,8 (1  f e ) 2 f bw 130 x x x 1,8 x Le 3 9 D fe 1; 2

HL kerikil

=

0,995 x 10 6 ( 0,8) (1  0,55) 2 0,01(1, 2) 130 x x x x 0,3 9,81 0,55 3 3x10 3 (1,8) = = 0,002m HL Total Backwash = HL pasir + HL antrasit + HL kerikil = 0,008 m + 0,016 m + 0,002m = 0,17 m Pompa Backwash Kriteria Perencanaan  Proses backwash menggunakan pompa sentrifugal, dimana air diambil dari reservoar  Pompa disediakan 2 unit, 1 beroperasi dan 1 sebagai cadangan  Debit pada saat backwash (Qb)

= 0,0211 m3/det

 Kecepatan air dalam pipa

= 2 m/det

 Tebal lapisan terekspansi (De)

= 2,139 m

 Faktor gesekan pipa

= 0,02


= 0,5


=1

 Konstanta bend 90o

= 0,7

 Konstanta Tee

= 1,5

 Konstanta valve

= 0,2

 Panjang pipa hisap

=3m

 Panjang pipa tekan

=3m

Perhitungan  Diameter pipa tekan 4Q d v =

4 x 0,0211 m 3 / det = 0,12 m = 120 mm ~  x 2 m/det


digunakan pipa 150 mm

V- 33


 Perhitungan luas pipa tekan (A) A = ¼  d2 = ¼ .  . (0,15)2 = 0,017 m2  Cek kecepatan Q 0,0211 m 3 /det v= A= = 1,24 m/det.....OK!! 0,017 m 2  Diameter pipa hisap 4Q d v =

4 x 0,0211 m 3 / det = 0,12 = 120 mm ~digunakan pipa 150 mm  x 2 m/det

 Perhitungan luas pipa hisap (A) A = ¼  d2 = ¼ .  . (0,15)2 = 0,017 m2  Cek kecepatan Q 0,0211 m 3 /det v= A= = 1,24 m/det.....OK!! 0,017 m 2 Headloss sistem pipa tekan f

Hpt=

L v2 2 g D = 0,02

3.x1,24 2 = 0,031 m 2.x9,81x0, 15

 Headloss sistem pipa hisap L v2 f 3.x1,24 2 Hph= 2 g D = 0,02 = 0,031 m 2.x9,81.x0,15  Headloss total pipa = (0,031 + 0,031) m = 0,062 m  Head total,Ht Ht = 2,139 + 0,062 = 2,201 m  Daya Pompa P = (0,163 x Q x Ht x γ)/η = (0,163 x 0,0211 m3/det x 60 det/menit x 2,201 m x 1 kg/l)/0,75 = 0,605 Kwatt


V- 34


5.2.6

Desinfeksi

Desinfektan (Ca(OCl)2) = kaporit Kriteria Desain(Kawamura, 1991 dan Schulz-Okun, Newyork, 1984):  Jenis desinfektan adalah kaporit  Cl sisa

= 0,6 mg/l- 1 mg/l

 pH

= 6 -8

 Waktu kontak

= (10-15) menit

 Diameter tube plastik = (0,6-1,3) cm  v

= (0,3-6) m/det

Diketahui : 

DPC

= 3 mg/l



Kadar kaporit

= 70 %



Cl sisa

= 0,8 mg/l



Diameter tube plastik

= 0,75 cm = 7,5 mm



Waktu kontak

= 10 menit



Frekuensi pembubuhan

= 2 kali sehari



Diameter pipa air pelarut

=0,5m



Diameter pipa keluar

= 0,1 m



Tinggi bak pelarut

=1m



Pencampuran dilakukan 2  sehari



Waktu untuk 1 kali pencampuran

= 0,5 hari = 43200 dtk



Panjang bak = lebar bak

=1m



Freeboard

= 0,3 m

Perhitungan Hasil perhitungan Desinfeksi dapat dilihat pada tabel 5.16 berikut. Tabel 5.16 Perhitungan Desinfeksi Parameter Rumus Perhitungan Klorin yang DPC = klorin yang = 3 mg/l + 0,8 mg/l ditambahkan ditambahkan – klorin sisa Jumlah klorin yang = Qmax × klorin yang = 84,66 L/det x 3,8 mg/L akan diolah ditambah Diketahui: kandungan klorin di pasaran 70% Klorin untuk 1 hari =kandungan klorin di =(100/70) ×321,8 mg/dtk Samuel Mangihut (120407043) Irmayanti (130407014) Widya Winanda (130407008) Dhia Darin Silfi (130407028)

3,8

Hasil

Satuan mg/l

321,8

mg/dtk

459,7

mg/dtk V- 35

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238) pasaran × jumlah klorin 39,70 yang akan diolah Direncanakan: pembuatan larutan dilakukan sebanyak 2x sehari dengan volume bak 1000:1 Jumlah klorin yang = 39,70 kg/hari × 0,5 hari 19,85 dibutuhkan untuk 1x pembuatan

kg/hari

Konsentrasi larutan = Jumlah klorin / volume = 19,85/ 1000: 1 di dalam bak bak Direncanakan: larutan dibuat dalam waktu 10 menit (600 detik) Debit air pelarut = volume/waktu = 1000: l /600 det (Q) Cek Kecepatan Air Q 0,08466 m 3 /dt v v Pelarut 2 A

0,01985 19,85

kg/l g/l

1,67 1,67.10-3 0,43

l/dtk m3/dtk m/dtk

= 1 m3 / 43200 det

2,31  10-5

m3/dtk

2,31 x 10 -5 m 3 /dt v 1/4  π  (0,1m) 2

2,92  10-3

m/dtk

1,3

m

kg

1/4  π  (0,5 m)

Debit larutan pada pipa keluar Cek kecepatan Q= v  A dalam pipa Dimensi Pelarut

Bak Panjang bak = lebar bak .=1m

Tinggi bak =

Volume  freeboard pl

1m 3 =  0,3 m 1m 1m


5.2.7

Netralisasi

Kriteria Perencanaan 

Zat penetralisasi yang digunakan adalah kapur dalam bentuk padatan



Pembubuhan kapur ke dalam bak pelarut dilakukan 24 jam sekali.



Jumlah bak pelarut adalah 2 (1 operasional ±1 cadangan) dengan bentuk silinder.



Bak penjenuh kapur memiliki waktu kontak selama 1 jam.



Jumlah bak penjenuh kapur adalah 2 (1 operasional ±1 cadangan) dengan bentuk silinder dengan dasar berbentuk konus.



Dosis kapur (100%) = 17,7 mg/L



Persentase kandungan kapur = 70 %



Berat Jenis kapur, ȡkapur= 3,71 Kg/L



Konsentrasi kapur, Ckapur= 10%



Konsentrasi larutan kapur jenuh, Cs= 1100 mg/L = 0,11 %



Kecepatan naik, Vup= 4,17 x 10-4m/dtk


V- 36


Perhitungan Hasil perhitungan Bak Pelarut Kapur dapat dilihat pada tabel 5.17 berikut. Tabel 5.17 perhitungan Bak Pelarut Kapur Parameter Kebutuhan

Rumus m kapur=Q

Kapur Debit Kapur

Volume

Q kapur=

Kapur

Perhitungan

Dosis kapur (100%) % kandungan kapur

mg/s

2140,2 3,71

576,8

l/hari

= 576,8 × 1

576,8

l

0,576

m3

19,30

m3

19,876

m3

9,4

m2

3,5

m

=

Vkapur= q kapur x td

tiap pelarutan 1-C kapur

Volume Pelarut Vair=

C kapur

1-0,1

x m kapur

⍴ air

0,1

V air=

x td

x 2140,2

997,7

Volume Larutan

V = Vkapur + V air

= 0,576 + 19,30

Dimensi Pelarut

Ketinggian bak pelarut, h = 2 m Freeboard = 20 cm V A= h

A=

Bak

d= 4

A π

Satuan

2140,2

= 0,08464

m kapur ⍴ kapur

17,7 x 1000 0,7

Hasil

x1

19,876 2

d= 4

9,4 3,14


Bak Penjenuh Kapur

Kapur yang telah dilarutkan dalam bak pelarut kemudian dimasukkan ke dalam lime saturator untuk dijenuhkan dengan cara menambahkan air pelarut sehingga mencapai konsentrasi jenuh, Cs= 1100 mg/L. Perhitungan Hasil perhitungan Bak Penjenuh dapat dilihat pada tabel 5.18 berikut. Tabel 5.23 Perhitungan Bak Penjenuh Kapur Parameter

Rumus

Debit larutan kapur jenuh

q kj=

Perhitungan

mk Cs

q kj =

q kj V up

Als=

2140,2 1100

x 1000

Hasil

Satuan

0.0225

m3/dtk

53,95

m3/dtk

86400

Luas permukaan

A ls=

0,0225 0,000417

lime saturation Samuel Mangihut (120407043) Irmayanti (130407014) Widya Winanda (130407008) Dhia Darin Silfi (130407028)

V- 37

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238) A π

Diameter bak

d= 4

Tinggi Silinder

Hls = Vup × tk

Volume

V ls=

silinder

53,95 3,14

8,3

m

= 0,000417 x 3600

1,5

m

81,2

m3

d= 4

1 π d sl 4

2

h ls

=

1 3,14 8,3 4

2

1,5

Tinggi konus

h k =0,5 x ds x tan a

= 0,5 × 8,3 × 1

4,15

m

Volume konus

V k=

1 hk.Als 3

1 = .4,15 .53,95 3

74,6

m3

Volume total

V = Vls + Vk

= 81,2 + 74,6

155,8

m3


Pompa Pembubuhan Kapur Jenuh Data Perencanaan : 

Jumlah pompa adalah 2 ( 1 operasi – 1 cadangan), sesuai jumlah bak penjenuh kapur.



Efisiensi pompa, n= 0,85



Head pompa disediakan, H = 10 m



Debit larutan kapur jenuh, qkj = 0,0120 m3/detik



Konsentrasi larutan kapur jenuh, Cs = 0,11%

Perhitungan Hasil perhitungan Pompa Pembubuhan Kapur Jenuh dapat dilihat pada tabel 5.19 berikut. Tabel Perhitungan 5.19 Pompa Pembubuhan Kapur Jenuh Parameter Massa

Rumus ⍴l=

jenis

Perhitungan

1 Cs 1-Cs + ⍴ Kapur ⍴air

⍴l= 0,0011 3,71

larutan Daya pompa

P=

⍴l .g.qkj.H n

𝑃=

Hasil

Satuan

978,5

Kg/m3

2159,7

Watt

21,597

KW

1 +

1-0,0011 997,7

978, 5×9,81 ×0,0225 ×10 0,85


5.2.8

Reservoir Volume reservoir dapat dihitung berdasarkan kurva fluktuasi pemakaian air minum.

Debit yang masuk ke reservoir konstan (100/24)% atau 4,17 % untuk setiap jam, sedangkan debit yang keluar reservoir bervariasi tergantung dari pemakaian air minum.


V- 38

Tugas Besar Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum (RTL 3238) Tabel 5.20 Perhitungan Volume Reservoir

Jumlah

Pemakaian Jumlah

Periode

Suplai

Jumlah Surplu Defisit s Pemakai per jam suplai (%) an (%) (%) (%) (%)

Jam

per jam (%)

22.00-04.00

6

1

6

4,17

25,02

19,02

-

04.00-05.00

1

2

2

4,17

4.17

2,17

-

05.00-06.00

1

5

5

4,17

4.17

-

0,83

06.00-07.00

1

6

6

4,17

4,17

-

1,83

07.00-09.00

2

7

14

4,17

8,34

-

5,66

09.00-10.00

1

5

5

4,17

4,17

-

0,83

10.00-13.00

3

5

15

4,17

12,51

-

2,49

13.00-17.00

4

6

24

4,17

16,68

-

7,32

17.00-18.00

1

10

10

4,17

4,17

-

5,83

18.00-20.00

2

4

8

4,17

8,34

0,34

-

20.00-21.00

1

3

3

4,17

4,17

1,17

-

21.00-22.00

1

2

2

4,17

4.17

2,17

-

Jumlah

24

24,87

24,79

100

Sumber: Asumsi dan Hasil Perhitungan, PPBPAM 2016

Perencanaan :  Tipe reservoir adalah ground reservoir  Kriteria kedalaman (3 – 6) m, untuk perencanaan diambil 5 m Perhitungan : Persentase volume reservoir % V = (24,87 + 24,79)/2 = 24,83 % Volume reservoir V

= 24,83 % x Q x t

V

= 24,83 % x 0,0202 m3/s x 86400 s

V

= 433,35 m3 ~ 450 m3

Luas melintang reservoir , As As

= V/h = 450/5 = 90 m2


V- 39


Lebar reservoir Direncanakan lebar reservoir L = 10 m Panjang reservoir P

= Ac/L = 90/10 = 9m

Kedalaman reservoir H

= 5 m (+ direncanakan freeboard = 1.0 m) = 6 m

Pompa Reservoir Kriteria Perencanaan 

Pompa disediakan 2 unit, 1 beroperasi dan 1 sebagai cadangan



Debit yang masuk ke reservoar(Qr) = 0,08466 m3/det



Kecepatan air dalam pipa

= 2 m/det



Tebal lapisan terekspansi (De)

= 2,139 m



Faktor gesekan pipa

= 0,02



Konstanta pipa masuk

= 0,5



Konstanta pipa keluar

=1



Konstanta bend 90o

= 0,7



Konstanta Tee

= 1,5



Konstanta valve

= 0,2



Panjang pipa hisap

=3m



Panjang pipa tekan

=3m

Perhitungan

Diameter pipa tekan

d

=

4Q v 4 x 0,08466 m 3 / det = 0,232 m = 232 mm ~digunakan pipa 250 mm  x 2 m/det

Perhitungan luas pipa tekan (A) A = ¼  d2 = ¼ .  . (0,25)2 = 0,05 m2 Cek kecepatan Samuel Mangihut (120407043) Irmayanti (130407014) Widya Winanda (130407008) Dhia Darin Silfi (130407028)

V- 40


Q v= A =

0,08466 m 3 /det = 1,693 m/det.....OK!! 0,05 m 2

Diameter pipa hisap

d

4Q v 4 x 0,08466 m 3 / det = 0,232 m = 232 mm ~ digunakan pipa 250 mm  x 2 m/det

=

Perhitungan luas pipa tekan (A) A = ¼  d2 = ¼ .  . (0,25)2 = 0,05 m2 Cek kecepatan

Q v= A =

0,08466 m 3 /det = 1,693 m/det.....OK!! 0,05 m 2

Headloss sistem pipa tekan L v2 f Hpt= 2 g D = 0,02

3x1,693 2 = 0,035 m 2x9,81.x0, 25

Headloss sistem pipa hisap f

Hph=

L v2 2 2 g D = 0,02 3.x1,693 = 0,035 m 2x9,81.x0, 25

Headloss total pipa = (0,035 + 0,035) m = 0,07 m Head total,Ht Ht

= 2,139 m + 0,07 m

= 2,209 m

Daya Pompa P

= (0,163 x Q x Ht x γ)/η = (0,163 x 0,08466 m3/det x 60 det/menit x 2,209 m x 1 kg/l)/0,75 = 2,438 Kwatt


V- 41

BAB VI PENUTUP

6.1 Kesimpulan Berdasarkan kondisi eksisting pada Kelurahan Tanah Enam Ratus dan sumber air baku yang akan digunakan yaitu air sungai Deli, maka dapat diambil kesimpulan dari perencanaan bangunan pengolahan air minum yang kami rancang, alternatif pengolahan yang akan digunakan yaitu:  Intake;  Koagulasi  Flokulasi  Sedimentasi;  Filtrasi (Saringan Pasir cepat);  Desinfeksi;  Netralisasi;  Reservoir. Berdasarkan perhitungan yang dilakukan dengan berpatokan pada kriteria desain yang ada dan debit pengolahan (0,08466 m3/dtk), maka dimensi dari masing-masing unit pengolahan yaitu:  Intake

 Koagulasi

: Panjang

=3m

Lebar

=3m

Tinggi

= 4 m (termasuk freeboard 0,5 m)

: Panjang

= 2,3 m

Lebar

= 1,15 m

Tinggi

=1m

Jumlah bak = 2 buah  Flokulasi

: Panjang

= 10 m

Lebar

= 10,16 m

Tinggi

=1m

Jumlah sal. = 3 buah


 Sedimentasi

: Panjang

= 18,86 m

Lebar

= 3,80 m

Tinggi

= 3,5 m (termasuk freeboard 0,5 m)

Jumlah bak = 1 buah  Filtrasi (SPC)

: Panjang

= 17,84 m

Lebar

= 8,92 m

Tinggi

= 13,38 m

Jumlah bak = 4 buah  Desinfeksi

: Panjang

=1m

Lebar

=1m

Tinggi

=1m

Jumlah Bak = 1 buah  Netralisasi

 Reservoir

: Diameter Bak=3,5 m Tinggi

=2m

Jumlah Bak

= 2 buah

: Panjang

=9m

Lebar

= 10 m

Tinggi

= 5 m (termasuk freeboard 1 m)

Jumlah bak = 2 buah

6.2 Saran Perlu dilakukan pengamatan secara berkala terhadap kualitas sumber air baku sehingga kualitas air baku dapat terus dipantau sehingga dapat dilakukan tindakan agar pengolahan tetap berlangsung baik. Potensi calon pelanggan ini sangat penting artinya dalam perencanaan suatu proyek, dimana potensi calon pelanggan ini dapat diketahui dari hasil survey sosial ekonomi penduduk, karena adakalanya suatu bangunan fisik yang telah selesai dibangun ternyata kurang bermanfaat atau tidak berguna sama sekali, penyebabnya adalah masyarakat selaku pemakai merasa tidak membutuhkan perencanaan dan pembangunan proyek tersebut. Karena


VI - 2


itulah keterlibatan masyarakat sangat penting artinya dalam perencanaan suatu proyek, khususnya perencanaan bangunan pengolahan air minum. Dalam kaitannya dengan perencanaan bangunan pengolahan air minum ini, masyarakat memiliki posisi sebagai pemakai air dan penanggung beban biaya atas banyaknya air yang dimanfaatkan, sudah selayaknya dalam perencanaan desain teknis dipertimbangkan pula informasi

yang memang berkaitan langsung dengan kriteria dasar perencanaan. Contoh

informasi yang diperlukan adalah tingginya minat masyarakat untuk menggunakan air minum dari PDAM dan juga tingkat kemampuan dalam membayar biaya atas jumlah air yang digunakan.


VI - 3

LAMPIRAN

Perencanaan dan Perancangan Bangunan Pengolahan Air Minum

Recommend Documents