1 Tugas Besar PBPAM, Teknik Lingkungan Itenas
Nama
: Tuning Leinawati (25.2008.019) Puteri Novita Wulandari (25-2009-029)
Asisten
: Mila Dirgawati
Tgl. pemberian Tugas
: 14 Juli 2011
Tgl. Penyerahan Tugas
:
Prasedimentasi Definisi Bangunan prasedimentasi merupakan bangunan pertama dalam sistem instalasi pengolahan air bersih. Bangunan ini berfungsi sebagai tempat proses pengendapan partikel diskrit seperti pasir, lempung, dan zat-zat padat lainnya yang bisa mengendap secara gravitasi. Prasedimentasi bisa juga disebut sebagai plain sedimentation
karena prosesnya bergantung dari gravitasi dan tidak
termasuk koagulasi dan flokulasi. Oleh karena itu prasedimentasi merupakan proses pengendapan grit secara gravitasi sederhana tanpa penambahan bahan kimia koagulan. Tipe ini biasanya diletakkan di reservoir, grit basin, debris dam, atau perangkap pasir pada awal proses pengolahan.
2 Tugas Besar PBPAM, Teknik Lingkungan Itenas
Gambar 1, diagram alir Ukuran partikel-partikel dalam air •
Partikel Tersuspesi -Diskrit: Uk. 1 s/d 1000 mikron (0.0001 s/d 10 mm).
•
Partikel Terlarut: Uk. 0.0001 s/d 1 mikron (0.00000001 s/d 0.0001mm).
Tabel 1, Kecepatan partikel padat dalam air
Fungsi dan kegunaan Kegunaan proses prasedimentasi adalah untuk melindungi peralatan mekanis bergerak dan mencegah akumulasi grit pada jalur transmisi air baku dan proses pengolahan selanjutnya.
3 Tugas Besar PBPAM, Teknik Lingkungan Itenas
Pertimbangan dasar dalam mendesain bak prasedimentasi adalah: a. Lokasi perletakan bak prasedimentasi
Penempatan bak prasedimentasi pada lokasi intake akan memaksimalkan kegunaan bak karena grit tersisihkan lebih awal dan menekan kemungkinan akumulasi grit pada saluran/pipa transmisi air baku. b. Jumlah bak yang dibutuhkan
Bak prasedimentasi dibangun dalam bentuk tunggal yang memiliki dua kompartemen atau dua bak terpisah, sehingga bila satu kompartemen dibersihkan, kompartemen yang lain masih dapat beroperasi sehingga supplai air ke instalasi tidak terganggu. c. Bentuk bak prasedimentasi
Bak
empat persegi panjang dengan arah aliran horizontal. Karena
kekeruhan air baku yang hanya 125 mg/l SiO 2 maka sesuai dengan fungsinya direncanakan untuk membangun bak pra sedimentasi sebanyak 1 buah.
PRASEDIMENTASI
Gambar 2, Diagram alir SPAM
4 Tugas Besar PBPAM, Teknik Lingkungan Itenas
Gambar 3, Prasedimentasi
d. Ukuran grit yang disisihkan
Partikel yang disisihkan pada unit prasedimentasi berukuran 1,2 -1,5 mm. Prasedimentasi akan mengurangi beban pada proses koagulasi dan flokulasi dan kolam sedimentasi, sama halnya mengurangi jumlah koagulan kimia yang dibutuhkan untuk pengolahan air. Sebagai tambahan, prasedimentasi sangat berguna karena air baku memasuki instalasi dari reservoir biasanya lebih seragam dalam kualitas daripada air yang masuk instalasi tanpa kolam penahan. Source From ; http://callmecrysant.wordpress.com/2010/10/04/prasedimentasi/
Jenis Prasedimentasi Bentuk bak prasedimentasi dapat berupa persegi panjang ( rectangular ) dengan pola aliran horisontal serta lingkaran ( circular ) dengan pola aliran radial atau upflow (Huisman, 1977). Pada bak prasedimentasi rectangular terdapat empat zona yaitu zona inlet, zona pengendapan, zona lumpur dan zona outlet. 1. Zona inlet pada bak prasedimentasi rectangular merupakan daerah air masuk yang membuat aliran air yang masuk ke zona pengendapan menjadi laminer, serta dapat mencegah terjadinya aliran singkat. 2. Zona pengendapan pada bak prasedimentasi rectangular merupakan tempat berlangsungnya proses pengendapan zat padat yang di bawa oleh air baku. 3. Zona lumpur merupakan tempat menampung zat padat yang telah terendapkan dari air baku. 4. Zona outlet merupakan daerah air keluar yang akan mengalirkan effluent secara baik dengan menjaga aliran tetap laminer.
5 Tugas Besar PBPAM, Teknik Lingkungan Itenas
Terdapat beberapa macam variasi jenis inlet pada bak prasedimentasi rectangular yaitu inlet yang dilengkapi perforated baffle dan tanpa perforated baffle. Jenis inlet dan bentuk outlet bak prasedimentasi rectangular dapat menjadi sebagian faktor yang mempengaruhi besar efisiensi pengendapan air baku yang terjadi. Berdasarkan beberapa macam variasi jenis inlet dan bentuk outlet maka perlu ditentukan efisiensi pengendapan agar dapat ditentukan pengaruh jenis
inlet
dan bentuk outlet bak prasedimentasi
rectangular terhadap kinerja bak agar inlet dan outlet bak prasedimentasi rectangular dapat direncanakan dengan tepat. (Moesriati, 2007)
Kriteria Desain
Bentuk rectangular / persegi panjang
P : l = (3 – 8) : 1→ diambil 5 : 1
Td = 2 – 3 jam
Beban permukaan (Vs) = 15 – 80 m/hari → diambil 45 m/hari
Bilangan Reynold (NRe) < 2000 yang berarti aliran laminer – peralihan
Bilangan Freud (NFr) > 10 yang berarti aliran stabil
Vh = ( 8 – 10) x Vs (untuk mencegah scouring diambil vh = 10 vs)
-5
Rumus – rumus yang berlaku untuk perhitungan unit pengolahan Pra sedimentasi :
Mencari Dimensi Bak Qmaks
Menghitung luas permukaan bak (As) =
Menghitung kecepatan aliran (Vh) = 10 x Vs
Menghitung luas melintang (Ac) =
Menghitung penjang dan lebar saluran dengan menggunakan hasil
Vs
Qmals Vh
perhitungan luas permukaan → As = P x L
Ac
Menghitung tinggi muka air (h) =
Mencek kembali detention time sudah sesuaikah dengan kriteria desainnya = V = Q x td
L
6 Tugas Besar PBPAM, Teknik Lingkungan Itenas
V
Td =
Qmaks
Mencari diameter saluran / pipa inlet
Mencari luas melintang (Ac) =
Qmaks V h
→ menggunakan kriteria desain dimana V h = 0,6 – 1,5 m/dt
π
Mencari zona inlet -
4xA
Mencari dimensi pipa (d) =
Menghitung L inlet = ½ x h zona pengendapan
Memeriksa kembali NRe dan NFr sudah sesuaikah dengan kriteria desain Vh x R
-
NRe =
= apabila hasilnya < 2000 maka aliran laminer, berarti
V
desain sudah sesuai dengan kriteria desainnya. -
Vh2 NFr = = apabila hasilnya > 10-3 maka aliran stabil, berarti desain gxR sudah sesuai dengan kriteria desainnya.
Dimensioneering Direncanakan : h = ± 6 m
Dimensi bak
Q maks As = Vs
3 0.3 96m /dt 40 m/86400 dt
855,36m
2 -3
Vh = 10 x Vs = 10 x 45m/hari = 450 m/hari = 450 m/86400dt = 5,208 x 10 m/dt Qmaks
3 0.3 96m /dt = 3 5, 208x 10 m/dt
Ac =
As = p x L = 3L x L = 5 L L=
Vh
As 5
855,36 m 5
2
2 = 13,079 m
P = 5 L = 3 x 13,079 m = 39,237 m
76,037m
2
7 Tugas Besar PBPAM, Teknik Lingkungan Itenas
Ac = L x h ↔ h = Ac / L =
Cek td
76,037 m
2
13,079 m
5,814 m
V = Qmaks x td
td =
V Q maks
p xl xh Q maks
39, ,237m x 11.94m x 5.814m 7534 ,426 dt 3 0,396m /dt
jam
= 7534,426 dt x
3600 dt
=2.091 jam → memenuhi kriteria desain
Saluran / pipa inlet Kriteria desain : v = (0,6 – 1,5) m/dt → diambil 1 m/dt
Q maks A= V
1m/dt 4A
Diameter pipa (d) =
π
0,396m
2
4 x 0,3 96m
2
π
0,71 m
Zona Inlet
3 0,396 m /dt
L inlet = ½ x H zona pengendap = ½ x h bak = ½ x 5,814 m =2,907 m
A total lubang (A c’) = 30% x A c bak = 0.3 x 76,037 = 22,811 m2
Asumsi : diameter lubang 2” = 0.05 m
Alubang = ¼ πd = ¼ π(0.05) = 1.96x10 m
2
Jumlah lubang =
Qlubang=
v
h
Q n
Ac A
11638
lubang
Cek NRE dan NFR
-3
'
2
22,811
1.96 10
lubang
0.396
Q lubang A
2
-5
3
11638 buah
3
3,403x 10 m /dtk
3.403x10 1.96 10
-5 3
0,017 m/d
8 Tugas Besar PBPAM, Teknik Lingkungan Itenas
A o
Jari-jari hidrolis (R) =
o
o
N
-6
RE
N FR
h
2
R
υ
v
πd
1.96 10
3
π 0.05
0.0125 m
0
=0.919x10 m /d , untuk T = 24 C
v
o
lubang
2
h gR
0.017 0.0125 231,229 Laminer 6 0.919 10 0.017
2
9.8 0.0125
2,359 x 10-3 Stabil
Ruang Lumpur Kriteria desain : Bentuk limas
Efisiensi penyisihan (η) = 65% td lumpur = 1 hari = 86400 dt Kekeruhan (menggunakan TSS) = 510 mg/l Kadar lumpur air baku (C) = 510 mg/l 3
Lumpur tersisihkan (c) = η x C = 0,65 x 510 mg/l = 784,6 mg/l= 0,784 kg/m
Volume lumpur (v) = Q bak x td x c 3
3
= 0,42 m /dt x 86400 dt x 0,784 kg/m 3
= 28449,8 m
Tinggi ruang lumpur =
V As
28449.8 m3 855,36 m
2
1,10 m
Saluran Pelimpah
-3
3
Weir loading (WL) = 5,8 x 10 m /m.dt
Q maks Panjang ambang pelimpah total (L) = WL
Tinggi muka air diatas ambang (h) 3/2
Qmaks = 3,33 L . h
3 0.396m /dt 3 3 5.8 x 10 m /m.dt
56.89 m
9 Tugas Besar PBPAM, Teknik Lingkungan Itenas
h
3/2
3 Q 0.33 m /dt -3 maks = 1,74 x 10 3,33 x L 3.33 x 56.89 m
h = 0,0145 m
Daftar Pustaka : http://callmecrysant.wordpress.com/2010/10/04/prasedimentasi/ http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-7587-3302100064-bab1.pdf
