PERENCANAAN SISTEM PENYEDIAAN AIR MINUM SEDERHANA
B. Air Permukaan
B.3 Paket Instalasi Pengolahan Air (IPA) a. Definisi
Paket Instalasi Penjernihan Air, selanjutnya disebut Paket IPA, adalah suatu unit instalasi penjernihan air yang dapat mengolah air melalui proses pencampuran, pengendapan dan penyaringan dalam bentuk yang kompak sehingga menghasilkan air minum.
Perencanaan unit paket IPA harus memenuhi persyaratan sebagai berikut: 1. Tersedianya air baku dalam segi kuantitas maupun kualitas sepanjang musim 2. Tersedianya lahan untuk unit paket IPA
3. Sesuai dengan ketentuan yang berlaku
4. Tata cara perencanaan IPA harus disetujui dan ditandatangani pejabat yang berwenang
b. Kriteria Desain
1. Kualitas air baku
Air baku yang diolah harus memenuhi ketentuan sebagai berikut:
Kekeruhan lebih kecil dari 300 NTU (NTU = Nephelometric Turbidity Unit)
Dalam hal kandungan kekeruhan melebihi dari 300 ntu, maka perlu dilengkapi pengolahan pendahuluan
Kandungan warna asli tidak lebih dari 40 TCU dan warna sementara 80 TCU (TCU = Total Color Unit)
Unsur-unsur lainnya memenuhi syarat baku mutu air baku yang berlaku 2. Bangunan pengambilan air baku
Bangunan pengambilan air baku sesuai dengan ketentuan yang berlaku. Kekeruhan lebih kecil dari 300 NTU
Dalam hal kandungan kekeruhan melebihi dari 300 NTU, maka perlu dilengkapi pengolahan pendahuluan
Kandungan warna asli tidak lebih dari 40 TCU dan warna sementara 80 TCU 3. Modul dan kompartemen
Modul
Modul IPA harus memiliki besaran kapasitas sebagai berikut: 0,5; 1,0, 2,5; 5; 10; 20; 30; 40; 50; 60; 80 L/det
Kompartemen
Kompartemen per modul IPA terdiri dari: − Kompartemen pencampur
− Kompartemen pengendap
− Kompartemen penyaringan, dengan jumlah kompartemen ditentukan berdasarkan: i) Pencucian sendiri, disesuaikan dengan kecepatan pencuci
ii) Pencucian sesuai periode: 12 x Q0,5 dengan Q adalah kapasitas pengolahan dalam meter3/detik
4. Perencanaan unit paket IPA dan komponen IPA
Kriteria perencanaan untuk unit IPA dapat dilihat pada Tabel 3.33. Unit paket IPA terdiri dari komponen-komponen berikut:
Pengaduk cepat Pengaduk lambat Bak pengendap Bak penyaring
Tabel 3.13 Kriteria Perencanaan Unit Paket IPA
Subyek/Unit Kriteria Keterangan
No.
1. Pengaduk cepat
1) Tipe 1) Hidrolis Modul kecil < 40 L/det
2) Mekanis direkomendasikan hidrolis
2) Waktu pengadukan (detik) 1 – 3 3) Nilai G/det > 750 4) Kecepatan m/det 2,5 – 4,0
2. Pengaduk lambat Modul kecil < 40 L/det
Direkomendasikan hidrolis
1) Tipe 1) Hidrolis
2) Mekanis
2) Bentuk bak 1) Segi empat
2) Segi enam
3) Silinder
3) Nilai G/det 80 – 20
40 – 20
3. Bak pengendap 1) Aliran horisontal
2) Aliran vertikal
1) Nilai G/det Pembebanan tinggi 2) Pembebanan permukaan (cm/det) 0,01 – 0,04 3) Alur pengendapan:
(1) Kemiringan terhadap horisontal (o) 45 – 60 (2) Jarak antar pelat (mm) 25 – 50 4) Waktu tinggal, td (jam) 1 – 2 5) Bilangan Reynold (Re) < 500 6) Bilangan Froude (Fr) > 10 – 5 7) Kedalaman (m) 2,5 – 3,0 8) Pelimpah
(1) Tipe Pelimpah yang dapat diatur (2) Beban pelimpah (m3/jam/m) 7,2 – 10,8
9) Pengurasan lumpur Hidrostatik 10) Periode antara dua pengurasan (jam) 12 – 24
4. Saringan Saringan Pasir Cepat (SPC)
1) Tipe Gravitasi
Bertekanan 2) Kecepatan penyaringan (m/jam)
(1) Operasional normal (m/jam) 6 – 11 (2) Selama pencucian (m/jam) 9 – 16,5 3) Pencucian:
(1) sistem pencucian Tanpa/dengan blower dan atau surfacewash
(2) kecepatan (m/jam) 36 – 50 (3) lama pencucian (menit) 10 – 15
(4) periode antara dua pencucian (jam) 18 – 24 Untuk pencucian sesuai periode
(5) ekspansi (%) 30 – 50 4) Media pasir: (1) tebal (mm) 300 – 600 (2) ES (mm) 0,30 – 0,7 (3) UC 1,2 – 1,4 (4) berat jenis (kg/m3) 2,65 (5) porositas (p) 0,4 (6) kadar SiO2 > 90% 5) Media antrasit: (1) tebal (mm) 400 – 500 (2) ES (mm) 1,2 – 1,8 (3) UC 1,5 (4) berat jenis (kg/m3) 1,65 (5) porositas (p) 0,5
6) Lapisan penyangga dari atas:
(1) kedalaman (mm) 80
UB (mm) 2,38 – 4,76
Subyek/Unit Kriteria Keterangan No. UB (mm) 4,76 – 9,52 (3) Kedalaman 80 UB (mm) 9,52 – 16,76 (4) Kedalaman 80 UB (mm) 16,76 – 25,40 7) Saluran pembuangan Tipe 1) “manifold” 2) “nozzle”
5. Alat ukur debit pengolahan Tipe ambang tajam 6. Bak penampung air minum
Waktu tinggal, td (menit) 15 – 30
7. Alat pembubuh Gravitasi dan mekanis
Sumber: Tata Cara Perencanaan Unit Paket Instalasi Penjernihan Air (SNI 19-6774-2002) 5. Perencanaan pembubuhan bahan kimia
• Koagulan
Koagulan harus memenuhi ketentuan berikut: i) Jenis koagulan yang digunakan adalah:
Aluminium sulfat, Al2(SO4)3.14(H2O), dibutuhkan dalam bentuk cair konsentrasi sebesar 5–10% untuk instalasi kecil dan konsentrasi larutan sampai dengan 20% untuk instalasi besar
PAC, Poly Aluminium Chloride (Al10(OH)15Cl15), kualitas PAC ditentukan oleh kadar aluminium oxide (Al2O3) yang terikat sebagai PAC dengan kadar 10-11%
Ferri Chlorida (FeCl3.6H2O) Ferri Sulphat (Fe2(SO4)3.2H2O)
ii) Dosis koagulan ditentukan berdasarkan hasil percobaan jar test terhadap air baku dengan rumus.
iii) Pembubuhan koagulan ke pengaduk cepat dapat dilakukan secara gravitasi atau pemompaan
iv) Bak koagulan:
Bak koagulan dapat menampung larutan selama 8-24 jam Diperlukan 2 buah bak, yaitu:
− 1 bak pengaduk manual atau mekanis − 1 bak pembubuh
v) Bak harus dilindungi dari pengaruh luar dan tahan terhadap bahan koagulan. • Netralisan
Netralisan harus memenuhi ketentuan berikut: i) Berupa bahan alkalin:
Kapur (CaO), dibubuhkan dalam bentuk larutan dengan konsentrasi larutan 5-20%
Soda abu (Na2CO3), dibubuhkan dalam bentuk larutan dengan konsentrasi larutan 5-20%
Soda api (NaOH), dibubuhkan dalam bentuk larutan dengan konsentrasi larutan 20%
ii) Dosis bahan alkalin ditentukan berdasarkan percobaan
iii) Pembubuhan bahan alkalin secara gravitasi atau pemompaan, dibubuhkan sebelum dan atau sesudah pembubuhan koagulan
iv) Bak netralisan
Bak dapat menampung larutan selama 8-24 jam Diperlukan 2 buah bak, yaitu:
− 1 bak pengaduk manual atau mekanis − 1 bak pembubuh
v) Bak harus dilindungi dari pengaruh luar dan tahan terhadap bahan alkalin. • Desinfektan
Desinfektan harus memenuhi ketentuan berikut: i) Jenis desinfektan yang digunakan:
Gas khlor (Cl2), kandungan khlor aktif minimal 99%
Kaporit atau kalsium hipoklorit (CaOCl2) x H2O, kandungan khlor aktif 60-70%
Sodium hipoklorit (NaOCl), kandungan khlor aktif 15% Ozon (O3)
ii) Dosis khlor ditentukan berdasarkan DPC (Daya Pengikat Chlor), yaitu jumlah khlor yang dikonsumsi air besarnya tergantung dari kualitas air bersih yang diproduksi serta ditentukan dari sisa khlor di instalasi, 0,3-0,5 mg/L
iii) Pembubuhan desinfektan:
Gas khlor disuntikkan langsung ke pipa air bersih, pembubuhan gas menggunakan peralatan tertentu yang memenuhi ketentuan yang berlaku Kaporit atau sodium hipoklorit dibubuhkan ke pipa air bersih secara gravitasi
atau mekanis
Ozonisasi menggunakan peralatan ozonator iv) Bak kaporit
Bak dapat menampung larutan selama 8-24 jam Diperlukan 2 buah bak, yaitu:
− 1 bak pengaduk manual atau mekanis − 1 bak pembubuh
v) Bak harus dilindungi dari pengaruh luar dan tahan terhadap kaporit. 6. Bak penampung air minum
Bak penampung air minum diberi sekat-sekat yang dilengkapi dengan: Ventilasi
Tangga Pelimpah air
Lubang pemeriksaan dan perbaikan Alat ukur ketinggian air
Pipa penguras 7. Perencanaan pompa
Kapasitas pompa air baku
Kriteria kapasitas dan cadangan pompa air baku dan distribusi harus memenuhi ketentuan berikut:
i. Kapasitas pompa air baku 10-20% lebih besar dari kapasitas rencana unit paket IPA
ii. Pompa cadangan minimal 1 (satu) buah
iii. Masing-masing pompa cadangan mempunyai jenis, tipe, dan kapasitas yang sama
Jenis dan tipe pompa air baku
Pompa air baku harus memenuhi ketentuan berikut: i. Jenis sentrifugal dan submersibel
ii. Tipe non-clogging
iii. Tekanan pompa sampai dengan 30 m harus mempunyai sudu tunggal iv. “Tumpuan putaran” pompa menggunakan pelumas air
Rencana pompa pembubuh dan motor pengaduk
Kriteria jumlah pompa pembubuh dan motor pengaduk unit paket IPA minimal 2 (dua) buah berkapasitas sama.
8. Perencanaan catu daya
Penyediaan daya listrik terdapat 2 (dua) sumber, yaitu: PLN
Genset
Pemilihan sumber daya sesuai pertimbangan seperti pada Tabel 3.15.
Tabel 3.15 Alternatif Pemilihan Sumber Daya Listrik
Gambaran Situasi Lapangan Alternatif Pemilihan
Ada jaringan distribusi PLN dengan jarak yang menguntungkan dari unit dan masih mencukupi permintaan daya serta sesuai dengan perencanaan
Gabungan pelayanan PLN dan 1 (satu) unit genset sebagai cadangan
Tidak ada jaringan distribusi atau tidak ada rencana perluasan jaringan PLN dalam waktu dekat
2 (dua) unit genset dengan 1 (satu) unit sebagai cadangan
Sumber: Tata Cara Perencanaan Unit Paket Instalasi Penjernihan Air (SNI 19-6774-2002) 9. Penyediaan bahan bakar
Penyediaan bahan bakar harus memenuhi ketentuan berikut:
Penyediaan bahan bakar harian untuk kebutuhan operasi harian dan bulanan
Tangki bahan bakar harian ditempatkan di dalam rumah genset yang dapat mengalir secara gravitasi
Tangki bahan bakar bulanan ditempatkan di bawah atau di permukaan tanah dan dilengkapi dengan pompa untuk mengalirkan bahan bakar ke tangki harian.
10. Panel
Diesel generator, pompa air baku, pompa pembubuh, pengaduk cepat dan lambat harus dilengkapi panel yang sesuai kebutuhan.
11. Struktur bangunan Jenis bangunan
Jenis bangunan yang diperlukan adalah: i. Bangunan IPA
ii. Bangunan penampung air minum iii. Bangunan penunjang, terdiri dari:
1. Ruang pembubuh 2. Ruang jaga 3. Ruang pompa 4. Ruang genset 5. Ruang kantor 6. Ruang laboratorium 7. Ruang gudang
iv. Sarana pembuangan lumpur endapan Bahan dan pelengkap bangunan
Bahan dan pelengkap bangunan harus memenuhi ketentuan berikut:
i. Struktur bangunan IPA dan bangunan penampung air minum dari beton bertulang, baja atau bahan lainnya berdasarkan pertimbangan ekonomi, investasi, kondisi lapangan, struktur dan pemeliharaan
ii. Ruang genset harus kedap suara, tahan getaran, dan tidak mudah terbakar, dilengkapi peralatan pemeliharaan yang memenuhi ketentuan yang berlaku iii. Ruang pembubuh dan penyimpan bahan kimia dilengkapi exhaust fan, drainase
dan perlengkapan pembersihan
iv. Bangunan penunjang lainnya menggunakan bahan bangunan yang memenuhi ketentuan yang berlaku
v. Pondasi bangunan sesuai dengan kondisi setempat yang memenuhi ketentuan yang berlaku
Rencana tapak dan sarana pelengkap
Rencana tapak dan sarana pelengkap bangunan harus memenuhi ketentuan berikut:
i. Luas paket IPA dibagi menjadi:
1. Kapasitas sampai dengan 5 L/det, luas minimal 2000 m2 2. Kapasitas (10 – 30) L/det, luas minimal 2400 m2
3. Kapasitas (40 – 80) L/det, luas minimal 3000 m2
ii. Tata letak bangunan penunjang IPA harus berdasarkan mudah operasi, sirkulasi, dan efisien
iii. Dilengkapi tempat parkir, pagar, drainase, dan fasilitas penerangan
iv. Guna kebutuhan operasi dan pemeliharaan, IPA harus dilengkapi dengan lantai pemeriksa
c. Distribusi dan Pelayanan
Distribusi dan pelayanan air minum dari bangunan Paket IPA kepada masyarakat dapat dilaksanakan melalui sistem pengaliran gravitasi atau perpompaan sesuai dengan kondisi daerah setempat dengan pelayanan dapat melalui Hidran Umum (HU), Sambungan Rumah Murah (SRM) atau Terminal Air (TA). Penjelasan lebih jelas dapat dilihat pada Bab 3.5.2 dan Bab 3.5.3.
B.4 Pompa Hidram