BAB 3 PENDEKATAN, METODOLOGI & RENCANA
2. Angker blok (thrust block)
Bila suatu jaringan pipa mengalirkan air yang diberi tekanan, dan bilamana air yang mengalir dalam jaringan pipa tersebut mengalami perubahan-peruhahan diameter dan arah maka dalam pipa tersebut akan timbul gaya dorong yang dapat menggeser kedudukan jaringan pipa sehingga pipa dapat rusak pada sambungan.
59 | Hal LAPORAN AKHIR
Untuk menahan gaya dorong itu, maka tempat-tempat yang kritis pada jaringan pipa tersebut dijangkarkan pada suatu blok beton (biasanya terdiri dari campuran 1 beton; 2 pasir; 5 kerikil) agar supaya gaya dorong tersebut dapat disalurkan pada tanah atau cadas disekitar parit galian.
Blok-blok beton tersebut dicor ditempat, dan disebut angker blok. Tempat-tempat kritis pada jaringan pipa yang memerlukan penjangkaran pada blok beton adalah :
Tempat dimana pipa berubah arah (dalam bidang datar maupunvertikal)
Tempat dimana pipa berubah diameter
Tempat dimana pipa berakhir
Tempat-tempat dimana diperkirakan timbul gaya dorong,misalnya pada sambungan - sambungan pipa, katup - katup.
Bila tanah pendukung pipa tidak stabil.Tempat – tempat kritis dimana gaya dorong dapat timbul a. Ditempat pipa berakhir :
Karena tekanan air dari dalam maka ujung flens akan tertekan keluar sehingga perlu ditahan.
Dalam gambar diatas penutup flens ditahan oleh baut.
Bila ujung pipa ditutup oleh penutup yang berupa spigot dan socket, maka gaya dorong tadi akan berusaha mendorong penutup tadi lepas dari ujung pipa kecuali jika katup tersebut ditahan dari luar.
60 | Hal LAPORAN AKHIR
b. Ditempat pipa berubah arah
Belokan (bend)
Gambar 3.12 Gaya Dorong Pada Belokan (Bend)
Pemasangan angker blok
Pemasangan angker blok dilakukan setelah dasar saluran dipadatkan. Kadudukan Angker Blok harus simetris pada sambungan.
c. Ditempat dimana pipa berubah diameter
Untuk keperluan perencanaan, besarnya tekanan air yang diperhitungkan diambil dari tekanan maksimum yang diizinkan dari kelas pipa atau tekanan pengujian di lapangan, dipilih nilai mana yang terbesar. Secara teoritis besarnya gaya dorong dapat dihitung dengan rumus-rumus yang sesuai.
Untuk penggunaan praktis guna keperluan perencanaan Angker Blok maka besarnya gaya dorong untuk tiap-tiap keadaan seperti tersebut diatas telah dihitung untuk diameter - diameter dalam pipa yang tertentu dengan tekanan air sebesar tekanan tinggi 10 m air.
Gambar 3.13 Pemasangan Angker Blok Ditempat Pipa Berubah Arah BELOKAN DALAM
BIDANG DATAR
BELOKAN DALAM BIDANG VERTIKAL
61 | Hal LAPORAN AKHIR
Gambar 3.14 Pemasangan Angker Blok Ditempat Pipa Berubah Diameter
Gaya dorong yang diterima angker blok diterusan kepada dasar atau dinding saluran melalui bidang kontaknya. Luas bidang kontak yang diperlukan tergantung pada :
Tekanan air dalam pipa
Tekanan tanah yang diijinkan dari dinding atau dasarsaluran
Besarnya tekanan tanah izin adalah sebagai berikut :
Tabel 3.8 Tekanan Izin
Tipe Tanah Tekanan Tanah kin (kg/em2)
Tanah hat lunak 0.25
Pasir 0.50
Pasir berkerikil 0.75
Pasir padat LOU
Cadas 2.50
Catatan : Dianggap tebal timbunan = 0.6 m 3.2.4 Perencanaan Teknis
Tahapan yang dilakukan dalam penyusunan rancangan sistem air bersih digambarkan dalam bentuk diagram alir seperti terlihat pada gambar untuk perancangan SAB baru.
62 | Hal LAPORAN AKHIR
1. Tahap Perancangan SAB Perkotaan dan Kawasan Evaluasi SAB eksisting
Bila perancangan merupakan perluasan dari SAB yang ada, maka dilakukan lebih dulu evaluasi terhadap SAB eksisting sebelum melakukan perancangan perluasannya.
Menentukan Daerah Pelayanan dan Proyeksinya Daerah pelayanan air bersih ditentukan berdasarkan
1. Perioda perencanaan.
2. Daerah pelayanan eksisting (untuk perluasan).
3. Rencana pengembangan kota/daerah.
Menentukan Proyeksi Kebutuhan Air
Proyeksi kebutuhan air ditentukan berdasarkan :
1. jenis konsumen.
2. jumlah konsumen menurut jenisnya.
3. Tingkat pelayanan (rencana).
4. Tingkat kebutuhan air kriteria.
5. Faktor hari maksimum (kriteria).
Evatuasi Sumber Air Yang Ada
1. Kualitas
2. Kapasitas.
3. Kontinuitas.
2. Rancangan Unit Produksi
Dalam tahapan ini yang dilakukan adalah :
1. Menentukan jenis sumber air yang dipilih berdasarkan penilaian terhadap a. Tingkat prioritas b. Kapasitas/debit aliran c. Kontinuitasnya d. Kualitasnya e. Kondisi Fisik f. Jarak ekonomis
63 | Hal LAPORAN AKHIR
g. Pengolahan ekonomisnya
2. Menentukan lokasi bangunan intake dan IPA
3. Menentukan rancangan bangunan intake meliputi jenis/tipe intake, jenis konstruksi, komponen-komponen intake.
4. Menentukan rancangan bangunan lnstalasi Pengoiahan Air, meliputi : a. Penentuan jenis unit-unit pengoiahan berdasarkan penilaian terhadap kualitas air baku dibandingkan dengan standar kualitas air bersih.
b. Menentukan rancangan dari setiap unit pengolahan berdasarkan karakteristik air sumber, kriteria perencanaan.
c. Menentukan rangkaian unit sistem dalam satu situasi. d. Menentukan lokasi dari IPA.
e. Menentukan rancangan bangunan- bangunan pelengkap IPA. Bangunan Penangkap Air (water Intake)
Kriteria yang harus dipenuhi dalam pembuatan intake adalah :
1. Tertutup untuk mencegah masuknya sinar matahari yang memungkinkan tumbuhan atau mikroorganisme hidup.
2. Tanah di lokasi intake harus stabil.
3. Intake harus kedap air sehingga tidak terjadi kebocoran. 4. Intake harus di desain untuk menghadapi keadaan darurat. 5. Intake dekat permukaan air untuk mencegah masuknya
suspended solid dan inlet jauh di atas intake.
Macam-macam intake :
Direct Intake
Intake jenis ini mungkin dibangun jika sumber air memiliki kedalaman yang besar seperti sungai dan danau, dan apabila tanggul tahan terhadap erosi dan sedimentasi.
Canal Intake
Ketika air diambil dari kanal, ruangan yang terbuat dari batu dengan lubang dibangun di pinggiran kanal. Lubang tersebut dilengkapi dengan saringan kasar. Dari ruangan batu, air diambil menggunakan pipa yang memiliki bell mouth, yang dilapisi dengan
64 | Hal LAPORAN AKHIR
tutup hemispherical yang berlubang-lubang. Luas daerah lubang yang terdapat pada penutup adalah satupertiga dari area
hemisphere. Karena pembangunan intake di kanal, lebar kanal
menjadi berkurang dan mengakibatkan meningkatnya kecepatan aliran. Hal ini dapat menyebabkan penggerusan tanah, oleh karena itu di bagian hulu dan hilir intake harus dilapisi.
Intake Bendungan
Digunakan untuk menaikkan ketinggian muka air sungai sehingga tinggi muka air yang direncanakan memungkinkan konstannya debit pengambilan air. Intake bendungan dapat digunakan untuk pengambilan air dalam jumlah besar dan dapat mengatasi fluktuasi muka air
Screen
Pada intake biasanya dipasang kisi-kisi atau saringan (screen) untuk
mencegah masuknya daun - daun dan reruntuhan,
melindungi pompa dari sampah-sampah dan benda-benda
penyumbat lainnya serta untuk menghilangkan padatan-padatan kasar yang mengapung, dengan criteria desain sebagai berikut :
65 | Hal LAPORAN AKHIR
66 | Hal LAPORAN AKHIR
67 | Hal LAPORAN AKHIR
68 | Hal LAPORAN AKHIR
Tabel 3.11 Kriteria Dasar Desain
cd 3. cdf
Koagulasi
Pengertian koagulasi adalah penambahan dan pengadukan cepat (flash mixing)koagulan yang bertujuan untuk mendestabilisasi partikel-partikel koloid dansuspended solid (Reynolds, 1982). Sedangkan menurut Kawamura
69 | Hal LAPORAN AKHIR
(1991)koagulasi didefinisikan sebagai proses destabilisasi muatan koloid dan padatantersuspensi termasuk bakteri dan virus, dengan suatu koagulan.
Pengadukancepat (flash mixing) merupakan bagian integral dari proses koagulasi. Tujuanpengadukan cepat adalah untuk mempercepat dan menyeragamkan penyebaranzat kimia melalui air yang diolah. Pengadukan cepat yang efektif sangat pentingketika menggunakan koagulan logam seperti alum dan ferric chloride, karenaproses hidrolisisnya terjadi dalam hitungan detik selanjutnya terjadiadsorpsi partikel koloid. Waktu dibutuhkan untuk zat kimia lain sepertipolimer(polyelectrolites),chlorine, zat kimia alkali, ozone, dan potasiumpermanganat, tidak optimal karena tidak mengalami reaksi hidrolisis (Kawamura, 1991).
Menurut Kawamura (1991), keefektifan pengadukan cepat dipengaruhi :Tipe koagulan yang digunakanJumlah zat kimia yang diberikan dan karakteristiknya masing-masingKondisi lokal, misalnya kondisi daerah, temperatur, kelayakan suplai energi dansebagainyaKarakteristik air bakuTipe pengaduk zat kimiaKehilangan tekanan (headloss) yang tersedia untuk pengadukan cepatVariasi aliran pada instalasi Jenis proses selanjutnyaBiayaDan lain-lain. Kawamura (1991) menyebutkan bahwa pemilihan koagulan sangat pentinguntuk menentukan desain kriteria pengadukan cepat dan untuk proses, Selain koagulan, biasanya dalam pengolahan air bersih ada penambahan zatkimia yang dibubuhkan dalam pencampuran cepat. Zat kimia yang seringdigunakan adalah alum, polimer kationik, potasium permanganat, chlorine,powerded activated carbon (PAC), amonia, kapur soda, serta anionic dannonionic polymers. Pemilihan zat kimia yang tepat sangat penting khususnyapada air baku yang tidak memiliki alkalinitas yang cukup (Kawamura, 1991).Jenis koagulan yang sering dipakai (Reynolds, 1982) adalah :
70 | Hal LAPORAN AKHIR
71 | Hal LAPORAN AKHIR
72 | Hal LAPORAN AKHIR
Menurut Kawamura (1991), pengadukan cepat bisa dilakukan dengan sistem difusisecara hidrolis, mekanis maupun dengan pompa. Tipe pengadukan cepat yangumum digunakan, berdasarkan keefektifan, kemudahan pemeliharaan serta biaya,urutan pilihannya adalah sebagai berikut :
Diffusion mixing dengan water jet bertekanan (Gambar 3.1)Keuntungan dari sistem ini adalah bahwa air baku tanpa penambahan zat kimiaatau sudah mengalami destabilisai sebagian bisa digunakan dalam sistem injeksizat
kimia. Valve yang dipasang pada pompa bisa digunakan untuk
mengontrolkecepatan pemompaan dan variasi energi input untuk aliran yang
bervariasi danberjenis-jenis zat kimia koagulasi. Sistem ini mempunyai
durasi pengadukansekitar 0,5 detik dan nilai G sekitar 1000 detik-1 (AWWA, 1997).
Gambar 3.15 Jet Injection Sistem Pengadukan Cepat
In-line static mixing Pengaduk ini dikenal dengan pengaduk statis tidak bergerak. Pengaduk inicukup efektif dalam proses koagulasi. Kelebihan pengaduk ini adalah (1) tidak adanya bagian yang bergerak, (2) tidak membutuhkan energi luar untuk menjadi input (masukan) ke dalam sistem, (3) lebih sedikit terjadinyapenyumbatan daripada tipe pengadukan difusi dengan pompa. Kekurangannyaadalah bahwa tingkat dan waktu pengadukannya merupakan fungsi debit aliran.Panjang pengadukan biasanya 1,5 ± 2,5 diameter
73 | Hal LAPORAN AKHIR
pipa. Dalam penerapannya,maksimum headloss yang melintasi unit koagulasi adalah 0,6 m. Desain instalasi pegolahannya harus mempunyai screen pada intake di bagian hulu daripengaduk statis sehingga sampah-sampah besar tidak merusak pengaduk statis (Kawamura, 1991).
Mechanical mixing Pengaduk mekanis secara umum merupakan tipe pengaduk paddle ataupropeller. Lebih dari satu set blade propeller atau paddle tersedia pada sebuahshaft. Pengaduk mekanis sering dirancang dengan penggerak shaft vertical dengan sebuah penurun kecepatan dan motor elektrik. Nilai desain untuk kebanyakan sistem pengaduk cepat secara mekanis yaitu waktu
74 | Hal LAPORAN AKHIR
detensi 10 ± 60detik dan nilai G sebesar 600 ± 1000 detik-1 (AWWA, 1997). Menurut Reynolds, 1982:
Df
Sumber :
Montgomery,1985 Mechanical MixerIn-line mechanical mixing Tipe pengaduk ini menghasilkan pengadukan cepat yang lebih efisien walaupunletaknya tetap. Keuntungan menggunakan tipe ini adalah bisa mencapaidispersi atau penyebaran zat kimia yang cepat. Pengaduk ini beroperasi padawatu detensi yang pendek (kurang dari satu detik) dan pada nilai G yang tinggi.Namun, hal tersebut menjadi pertimbangan penting karena menjadi kelemahanalat ini dalam air yang membutuhkan waktu reaksi yang lebih lama dan lebihdari satu
75 | Hal LAPORAN AKHIR
zat kimia untuk pembentukan flok (AWWA, 1997).
Gambar 3.16 In – linr mechanical Mixer
Pengadukan hidrolis dapat dilakukan dengan menggunakan V-notch, saluranair, orifice, aliran turbulen sederhana yang disebabkan oleh kecepatan dalampipa, fitting atau saluran. Total headloss untuk pengadukan zat kimia koagulantidak lebih dari 3,2 m. Energi dari suatu terjunan efektif setinggi 30 cmmenyediakan nilai G sebesar 1000 s-1 pada suhu 20° C (AWWA, 1997).
Diffusion dengan pipe grid Tipe pengadukan cepat ini tergantung pada turbulensi yang diciptakan olehpipa grid. Koagulan atau zat kimia lainnya
76 | Hal LAPORAN AKHIR
ditambahkan ke dalam aliran melauiinjeksi orifice di dalam grid. Masalah yang umum terjadi adalah tersumbatnyaorifice setelah beberapa bulan hingga satu tahun instalasi beroperasi. Di bawahkondisi normal, pengaduk ini tidak direkomendasikan (Kawamura, 1991). Salah satu jenis pengadukan cepat tipe hidrolis adalah pengadukan dalam pipa.Panjang pipa yang diperlukan untuk pengadukan cepat berdasarkan kecepatanaliran dan waktu pencampuran, dengan rumus perhitungan sebagai berikut(Darmasetiawan, 2001) :
77 | Hal LAPORAN AKHIR
Tabel 3.13 Kriteria Desain Unit Koagulasi
Flokulasi
Menurut kawamura (1991), flokulasi merupakan pengadukan lambat yangmengiringi dispersi koagulan secara cepat melalui pengadukan cepat.
Tujuannya adalah mempercepat tumbukan yang menyebabkan
terjadinya gumpalan partikel koloid yang tidak stabil sehingga dapat diendapkan. Istilah koagulasi-flokulasi digunakan secara bergantian dalam beberapa liteatur. Namun penggumpalan partikel ini pada prinsipnya terjadi dalam dua tahap proses.
78 | Hal LAPORAN AKHIR
Tabel 3.14 Kriteria Perencanaan Unit Flokulasi
Pemilihan proses flokulasi seharusnya berdasarkan kriteria di bawah ini(Montgomery, 1985): Tipe proses pengolahan, misalnya konvensional, filtrasi langsung, softening atau sludge conditioning. Kualitas air baku, misalnya kekeruhan, warna, partikel tersuspensi dantemperatur. Tipe koagulan yang digunakan. Kondisi lokal, seperti ketersediaan petugas lapangan.
Proses flokulasi bisa dilakukan melalui pengadukan mekanis maupun denganbaffle (Kawamura, 1991) : Pengadukan secara mekanisVertical shaft dengan turbin atau blade tipe propeler.Tipe paddle dengan horizontal atau vertical shaft. Baffled channelsHorizontal baffled channel Vertically baffled
channel Montgomery (1985) menjelaskan bahwa tipe flokulator
yang umum digunakan adalah pengaduk mekanis. Flokulator dengan paddle digunakan untuk energy pengadukan rendah hingga sedang.
Sedangkan flokulator dengan propeler atau turbin digunakan untuk
energi pengadukan sedang hingga besar. Pengadukan di dalam flokulator
direkomendasikan dengan menggunakan pengaduk paddle
shaft vertikal karena dapat menghasilkan energi yang bervariasi terhadap zona-zona flokulasi. Sedangkan bak flokulasi yang disarankan adalah rektangular karena dapat menghasilkan pengadukan yang sempurna (AWWA,
79 | Hal LAPORAN AKHIR
1997). Parameter desain untuk flokulasi adalah G x t (tanpa satuan). Nilai G xt yang umum digunakan berkisar antara 104 sampai 105. Nilai G yang besar dengan waktu yang singkat cenderung menghasilkan flok padat yang kecil, sedangkan nilai G yang rendah dan waktu yang lama menghasilkan flok yang ringan danlebih besar (Peavy, 1985).Menurut Kawamura (1991), nilai gradien kecepatan masing-masing tipeflokulasi dapat ditentukan sebagai berikut : Baffle Channel
80 | Hal LAPORAN AKHIR
81 | Hal LAPORAN AKHIR
Tabel 3.15 Kriteria Desain Flokulatir Mekanis
Sedimentasi
Menurut Reynolds (1982),sedimentasi adalah pemisahan zat padat- cair yang memanfaatkan pengendapan secara gravitasi untuk menyisihkan padatan tersuspensi. Reynolds juga mengklasifikasikan tipe pengendapan menjadi empat tipe yaitu :Tipe pengendapan bebas (free settling); sering disebut
pengendapan partikel diskrit. Tipe pengendapan partikel flok,
pengendapan flok dalam suspensi cair.
Selama pengendapan, partikel flok semakin besar ukurannya dengan kecepatan yang semakin cepat.Tipe zone atau hinderred settling, yaitu pengendapan partikel pada konsentrasi sedang, dimana energi partikel
yang berdekatan saling memecah sehingga menghalangi
82 | Hal LAPORAN AKHIR
dan mengendap pada kecepatan konstan.Tipe compression settling; partikel bersentuhan pada konsentrasi tinggi dan pengendapan dapat terjadi hanya karena pemadatan massa.Menurut Kawamura (1991), pertimbangan-pertimbangan penting yang secaralangsung mempengaruhi desain proses sedimentasi adalah :
Proses pengolahan secara keseluruhan. Materi tersuspensi dalam air baku.
Kecepatan pengendapan partikel tersuspensi yang disisihkan. Kondisi iklim lokal, misalnya temperatur.
Karakteristik air baku. Variasi debit pengolahan. Metode penyisihan lumpur.
Biaya dan bentuk bak sedimentasi.
Tabel 3.16 Kriteria Unit Sedimentasi
83 | Hal LAPORAN AKHIR
sehinggaharus diketahui kecepatan pengendapan masing-masing partikel yang disisihkan. Kecepatan pengendapan flok bervariasi tergantung pada beberapa parameter yaitu:
tipe koagulan yang digunakan, kondisi pengadukan selama proses flokulasi dan materikoloid yang terkandung di dalam air baku.Karakteristik aliran bak sedimentasi dapat diperkirakan dengan bilangan Reynolds(Re) dan bilangan Froude (Fr) (Kawamura, 1991) :
Pada dasarnya bak pengendapan yang panjang adalah yang paling baik tetapi tanpadidukung oleh faktor hidrolis lainnya seperti lamineritas dan uniformitas dari alirandan loading rate yang sesuai, pengendapan dapat gagal (Darmasetiawan, 2001). Parameter lain yang penting dalam menentukan keberhasilan pengendapan adalahwaktu tinggal dalam bak pengendap. Waktu tinggal atau waktu detensi secara hidrolisadalah volume bak dibagi dengan debit rencana (Kawamura, 1991) :
Menurut Peavy (1985), tipe bak sedimentasi dibagi atas : Bak Empat Persegi Panjang (Long-Rectangular Basin)Bak empat persegi panjang secara umum digunakan dalam instalasi pengolahan yang mengolah aliran besar. Tipe bak ini secara hidrolis lebih stabil.Biasanya desainnya, terdiridari bak-bak yang
84 | Hal LAPORAN AKHIR
panjangnya 2 - 4 kali lebarnya dan 1020 kali kedalamannya. Untuk memungkinkan pengeluaran lumpur endapan, makadasar bak dibuat dengan kemiringan tertentu.Kecepatan horizontal (Vo) aliran air di dalam bak rectangular dihitung dengan persamaan (Al-Layla, 1980) :
85 | Hal LAPORAN AKHIR
Tabel 3.17 Kriteria Desain Bak Pengendap Rectangular
Beberapa kelebihan dan kelemahan bak empat persegi panjang adalah (Montgomery,1985):Lebih toleransi terhadap shock loads Kinerja dapat diprediksi di bawah kondisi umum Pengoperasian mudah dan rendah biaya
pemeliharaan Mudah beradaptasi terhadap modul high-rate
settler Membutuhkan desain yang cermat terhadap struktur inlet dan outlet Biasanya membutuhkan fasilitas flokulasi yang terpisah.
Bak Lingkaran (Circular basins)Bak pengendap lingkaran mempunyai zona dengan fungsi yang samadengan bak empat persegi panjang, tetapi arah alirannya sangat berbeda. Pada saataliran masuk ke tengah dan dialirkan menuju perimeter, kecepatan horizontal air secara kontinu menurun. Kecepatan horizontal (Vo) di dalam bak sirkular dapatdihitung dengan rumus (Al-Layla, 1980) :
86 | Hal LAPORAN AKHIR
87 | Hal LAPORAN AKHIR
Tabel 3.18 Kriteria Desain Unit Sedimentasi Circular
Efisiensi pengendapan tinggi
Adanya masalah pada aliran sirkuit pendek Membutuhkan operasi yang lebih hati-hati Membutuhkan fasilitas flokulasi yang terpisah Sedikit toleransi terhadap shock loads
Pada perencanaan bak pengendap dengan aliran kontinue terdiri dari komponen-komponen sebagai berikut :
88 | Hal LAPORAN AKHIR
Zone inlet
Pada zone inlet air yang masuk diasumsikan langsung merata pada potonganmelintang di dalam bak pengendap, dengan tingkat kandungan SS (suspended solid) yang homogen ketidak merataan pada zone inlet ini akan dapat menghasilkan turbulensi sehingga dapat meruntuhkan bentukan flok yang telah terbentuk diflokulator.
Untuk menghindari ini secara umum aliran air harus mempunyai kecepatan aliran tidak boleh melebihi 0.3 m/dt secara digiring secara stream line masuk ke dalam bidang pengendapan.Zone inlet juga dapat berupa pipa lateral yang berlubang yang mengarah ke bawah,sehingga air yang keluar dapat dibagi merata sepanjang bidang pengendapan, hal ini banyak dilakukan pada pengendapan dengan plat miring.Diameter lubang pada pipa inlet dihitung berdasarkan persamaan :
89 | Hal LAPORAN AKHIR
Zone pengendapan
Pada zone bidang pengendap flok yang sudah terbentuk diharapkan dapat mengendap. Secara ideal bidang pengendap ini harus memenuhi asumsi bahwa aliran harus merata(mempunyai kecepatan yang sama) diseluruh potongan melintang dan kecepatansepanjang bidang pengendap harus sama.Jenis bidang pengendap ini meliputi : bak pengendap dengan aliran horizontal bak dengan plat setler aliran miring bak pengendap dengan aliran keatas
Secara umum asumsi yang diambil dalam teori adalah sebagai berikut : partikel yang mengendap tidak dipengaruhi oleh kecepatan alirankecepatan pengendapan flok merata di seluruh bidang pengendapansecara ideal pula harus diasumsikan bahwa partikel flok yang sudah mengendap tidak terangkat lagi.
Unformitas dan turbulensi aliran pada bidang pengendap sangat berpengaruh. Olehsebab itu bilangan fraude yang menggambarkan tingkat unformitas aliran danturbulensi aliran yang digambarkan oleh bilangan Reynold harus memenuhi kriteriayang telah dientukan. Pada bak pengendap yang menggunakan plate setler berlaku rumus :
90 | Hal LAPORAN AKHIR
91 | Hal LAPORAN AKHIR
Filtrasi
Menurut Reynolds (1982), filtrasi adalah pemisahan zat padat - cair yang mana zatcair dilewatkan melalui media berpori atau material berpori lainnya untuk menyisihkan sebanyak mungkin padatan tersuspensi yang halus. Proses ini digunakanuntuk menyaring secara kimia air yang sudah terkoagulasi dan terendapkan agar meghasilkan air minum dengan kualitas yang tinggi.
Penyaringan Mekanis
Proses ini terjadi pada saringan pasir lambat dan saringan pasir cepat. Media yangdi pergunakan dalam filtrasi adalah pasir yang mempunyai pori-pori yang cukup kecil. Dengan demikian partikel - partikel yang mempunyai ukuran butir lebih besar dari ruang antar butir pasir media dapat tertahan.
Selama proses filtrasi, ruang antar butir pasir akan semakin diperkecil oleh partikel-partikel yang tertahan pada media filter.Pada filter ini flok-flok yang tidak terendapkan pada sedimentasi akan tertahan padalapisan teratas pasir membentuk lapisan penutup yang selanjutnya akan menahan partikel yang mempunyai ukuran kecil.
92 | Hal LAPORAN AKHIR
Pengendapan
Proses ini hanya terjadi pada saringan pasir lambat. Ruang antar butir media pasir berfungsi sebagai bak pengendap kecil. Partikel-partikel yang mempunyai ukurankecil, serta koloidal-koloidal dan beberapa macam bakteri akan mengendap dalamruang antar butir dan melekat pada butir.
Biological Action
Proses ini hanya terjadi pada saringan pasir lambat. Suspensi-suspensi yang terdapat dalam air mengandung organisme-organisme seperti alga dan plankton, yang merupakan bahan makanan bagi jenis - jenis mikro organisme tertentu. Organisme - organisme tersebut membentuk lapisan diatas media filter yang disebut dengan ”lapisan lender”. Dengan adanya lapisan ini maka mikroorganisme yang terdapatdalam air akan tertinggal di situ, sehingga air filtrat tidak mengandungmikroorganisme/bakteri lagi. Proses yang terjadi selama filtrasi adalah (Darmasetiawan, 2001) :
Pengayakan atau straining Flokulasi antar butir Sedimentasi antar butir Proses mikrobiologis
Sedangkan dari bentuk bangunannya, filter dikenal dengan 2 macam : a. Saringan dengan bangunan terbuka / secara gravitasi
93 | Hal LAPORAN AKHIR
94 | Hal LAPORAN AKHIR
(reylods, 1982)
Ketinggian air di atas pasir : 90 - 120 cm
Kedalaman Media Penyangga :15.24 -60.69 cm
Ukuran efektif media penyangga : 0.16 – 5.08 cm
Perbandingan panjang dan lebar bak filtras i : (1-2) : 1
Kecepatan aliran saat backwash : 880 -1173.4 m³/hari-m²
Ekspansi media filter : 20 – 50 %
Waktu untuk backwash : 3 – 10 menit
Jumlah bak minimum : 2 buah
Jumlah air untuk backwash : 1 -5 % air terfiltrasi
Selain kriteria diatas dapat pula kita lihat pula kriteria desain untuk saringan cepat menurut fair, Geyer dan Okun (1968) :
Dimensi Bak dan Media Filtrasi
Kecepatan filtrasi : 5 – 7.5 m/jam
Kecepatan Backwash : 15 – 100m/jam
Luas Permukaan filter : 10 – 20 m²
Ukuran Media :
- Ukuran Efektif : 0.5 – 0.6 mm
- Koefisien keseragaman : 1.5 - Tebal media penyaring : 0.45 – 2 m
- Tebal media penunjang : 0.15 – 0.65 m
Sistem Underdrain
Luas Orifice : Luas Media : (1.5 – 5) x 10ˉ³ : 1 Luas Lateral : luas Orifice : 2 – 4 : 1