SEMPROT JUMLAH
G. Bangunan Pabrik
II. PARAMETER TAMBAHAN 1
VIII.3. Unit Pengolahan Air (Water Treatment)
VIII.3.1. Spesifikasi Peralatan Pengolahan Air
Kebutuhan total = 770 m3/hari 33 m3/jam
VIII.3.1. Spesifikasi Peralatan Pengolahan Air
1. Bak Penampung Air Sungai(A-210)
Fungsi : Menampung air sungai sebelum diproses menjadi airbersih. Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.
Rate volumetric : 770 m3/hari
Utilitas
Tinggi : 5 x m Panjang : 2 x m Lebar : 3 x m Volume bak penampung (direncanakan) 85% terisi air : = 770/85% = 905,8823 m3 Volume penampung = 30x3 = 905,8823 Sehingga, x = 3,1140 m Panjang = 6,2280 m Lebar = 9,3420 m Tinggi = 15,5699 m Check volume : Volume bak = p x l x t = 6,2280 x 9,3420 x 15,699 =905,8823m3=905,8823m3(memenuhi) Spesifikasi :
Fungsi : Menampung air sungai sebelum diproses menjadi airbersih Kapasitas : 905,8823 m3
Bentuk : empat persegi panjang terbuka Ukuran : Panjang = 6,2280 m
Lebar = 9,3420 m Tinggi = 15,5699 m Bahan konstruksi : Beton
Utilitas
2. Tangki Koagulasi (A-220)
Fungsi : Tempat terjadi proses koagulasi dengan penambahan Al2(SO4)3
Perhitungan :
Rate volumetric= 33 m3/jam= 33000 liter/jam Dosis alum= 20 mg/liter
Kebutuhan alum = 20 x 33000 = 660000 mg/jam = 0,6600 kg/jam = 5227,2000 kg/tahun (330 hari)
ρ alum = 1,1293 kg/L
Volume alum = = 0,5844 liter/jam = 0,00058 m3/jam Waktu tinggal = 1 jam
Volume air dan alum = (33 + 0,00058) m3/jam x 1 jam = 33,00058m3 Dirancang tangki berbentuk silinder dan 85% dari tangki terisi air, maka :
Volume tangki = = 38,8242 m3 Jumlah tangki yang digunakan= 1 buah
Volume tangki = x D2 x H Asumsi : H = 2 D Volume tangki = x D2 x D 38,8242 = 1,57 D3 D = 2,9134 m H = 5,8268 m
Utilitas
Tinggi cairan di dalam tangki = x D2 x H
33,00058 = x (3,0)2 x H H = 4,9528 m
Dalam bak koagulator ini dilengkapi dengan pengaduk berkecepatan 50 rpm (0,833 rps). Dirancang pengaduk tipe flat blade turbin dengan 6 blade dengan perbandingan diameter impeller dengan diameter tangki (T/D) = 0,3
Diameter impeller (Da) = 1/3 diameter tangki = 0,333 x 2,9134 = 0,9711 m
ρ air = 1000 kg/m3
µ air = 0,8 cp = 0,00084 kg/m.s
NRe = = = 935244,6689 Dari Geankoplis figure 3.4-4,
Diketahui nilai Np pada NRe = 935244,6689 adalah : Np = 5 Daya yang diperlukan untuk motor pengaduk :
P = Np x r x N3 x T5
= 5 x 1000 x 0,8333 x 0,97715 = 2496,3405 watt
=3,35 hp
Jika efisiensi motor 80%, maka : P = 3,35/0,8 = 4,18 hp Dipilih motor = 4 hp
Utilitas
Fungsi : Sebagai tempat terjadinya koagulasi Kapasitas : 38,824 m3
Bentuk : Silinder
Ukuran bak : diameter = 2,9134 m tinggi = 5,8268 m Motor penggerak : 4 hp
Bahan : Beton bertulang Jumlah : 1 buah
3. Penampung Koagulan (A–310)
Fungsi : Menampung koagulan Al2(SO4)3 Perhitungan :
Rate volumetric = 0,5844 lt/jam = 0,0006 m3/jam
Dirancang tangki berbentuk silinder dan 85% tangki terisi air maka :
Volume tangki = = 0,0007 m3 Jumlah tangki yang digunakan = 1 buah
Volume tangki = x D2 x H Asumsi : H = 2 D
Volume tangki = x D2 x 2D
Utilitas
Tinggi cairan didalam tangki =
0,0006 = H = 1291 m
Spesifikasi penampung koagulan :
Fungsi : Sebagai penampung koagulan Kapasitas : 0,0006m3
Jumlah : 1 buah Bentuk : Silinder
Ukuran bak : Diameter : 0,0759m Tinggi : 0,1519 m
4. Tangki Flokulasi (A-230)
Fungsi : Tempat terjadinya flokulasi dengan penambahan PAC (PolyAlumunium Chlorida)
Perhitungan :
Rate volumetric = 38,8242 m3/jam = 38824,2170 liter/jam Dosis PAC = 5 mg/liter
Kebutuhan PAC = 5 x 38824,2170 = 194121,0849 mg/jam = 0,1941 kg/jam
= 1537,4390 kg/tahun
ρ PAC = 1,1000 kg/liter
Utilitas
Waktu tinggal = 1 jam
Volume air dan PAC =38,8242 + 0,0002 = 38,8244 m3/jam
Dirancang tangki berbentuk silinder dan 85% dari tangki terisi air, maka : Volume tangki = 37,8244/85% = 45,6758 m3
Jumlah tangki yang digunakan = 1 buah
Volume tangki = Asumsi : H = 2 D Volume tangki = 45,6758 m3 = D = 3,0756 m H = 6,1512 m
Tinggi cairan didalam tangki =
38,8244 = H= 5,2285 m
Dalam bak flokulator ini dilengkapi dengan pengaduk berkecepatan 50 rpm (0,833 rps). Dirancang pengaduk tipe flat blade turbin dengan 6 blade dengan perbandingan diameter impeller dengan diameter tangki (T/D) = 0,3
Diameter impeler (Da) = 1/3 diameter tangki = 0,333 x 3,0756 = 1,0252 m
ρ air = 1000 kg/m3
Utilitas
NRe = = = 1042270,8864 Dari Geankoplis figure 3.4-4,
diketahui nilai Np pada NRe= 1042270,8864 Np = 5
Daya yang diperlukan untuk motor pengaduk : P = Np x r x N3x T5 = 5 x 1000 x 0,8333 x 1,02525 = 3279,9716 watt = 4,39 hp
Jika efisiensi motor 80%, maka : P = 4,39/80% = 5,49 hp
Dipilih motor = 5 hp
Spesifikasi Bak Flokulator :
Fungsi : Sebagai tempat terjadinya flokulasi Kapasitas : 45,676 m3
Bentuk : Silinder
Ukuran bak : diameter = 3,0756 m tinggi = 6,1512 m Motor penggerak : 5 hp
Bahan : Beton bertulang Jumlah : 1 buah
5. Penampung Flokulan (A-320)
Utilitas
Rate volumetric = 0,1765 lt/jam = 0,0002m3/jam
Dirancang tangki berbentuk silinder dan 85% tangki terisi air maka :
Volume tangki = = 0,00021 m3 Jumlah tangki yang digunakan = 1 buah
Volume tangki = Asumsi : H = 2 D
Volume tangki =
D = 0,0509 m H = 0,1019 m
Tinggi cairan didalam tangki =
0,00018 = H = 0,0866 m
Spesifikasi penampung flokulan :
Fungsi : Sebagai penampung flokulan Kapasitas : 0,0002 m3
Jumlah : 1 buah Bentuk : Silinder
Ukuran bak : Diameter : 0,0509 m Tinggi : 0,1019 m
Utilitas
6. Clarifier (A-240)
Fungsi : Tempat pemisahan antara flok/padatan dengan air bersih Waktu tinggal : 1 jam
Rate volumetric = 33 m3/jam Volume air = 33 x 1 = 33 m3 Volume tangki 100% terisi air.
Kecepatan overflow = 1,2 m3/m2 jam (Perry 6ed,hal 19-8)
Luas penampang = = 27,5000 m2
Diameter = = 5,9188 m
Tinggi = = 1,2 m Spesifikasi :
Fungsi : Sebagai tempat pemisah antara flok dengan padatan Bentuk : Silinder
Diameter : 5,9188 m Tinggi : 1,2 m
Bahan : Carbon Steel Jumlah : 1 buah
7. Bak Penampung Flok (A-300)
Fungsi : Menampung flok dari bak clarifier Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.
Utilitas
Rate volumetrik : 33 m3/jam
Ditentukan : Waktu tinggal : 2 jam Volume air :33 x 2 = 66 m3/jam
Digunakan 1 buah bak Panjang : 4 x m Lebar : 3 x m Tinggi : 3 x m
Volume bak penampung (direncanakan 85% terisi air) = 66 /85% = 77,6471 m3 Volume penampang = 36x3 = 77,6471 Sehingga, x = 1,2920 m Panjang = 5,168 m Lebar = 3,876 m Tinggi = 3,876 m Check volume : Volume bak = p x l x t = 5,168 x 3,876 x 3,876 = 77,6471 m3= 77,6471 m3(memenuhi) Spesifikasi :
Fungsi : menampung flok dari clarifier Kapasitas : 77,6471 m3
Utilitas
Ukuran : Panjang = 5,168 m Lebar = 3,876 m Tinggi = 3,876 m Bahan konstruksi : Beton
Jumlah : 1 buah
8. Bak Penampung Air Jernih (A-241)
Fungsi : Menampung air jernih dari bak clarifier Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton. Rate volumetrik : 33 m3/jam
Ditentukan : Waktu tinggal : 6 jam Volume air total : 33 x 6 = 198 m3/jam Tinggi : 2 x m
Panjang : 5 x m Lebar : 2 x m
Volume bak penampung (direncanakan 85% terisi air) = 198/85% = 232,9412 m3 Volume penampang = 20x3 = 232,9412 m3 Sehingga, x =2,2668 m Panjang = 11,3338 m Lebar = 4,5335 m Tinggi = 4,5335 m Check volume : Volume bak = p x l x t
Utilitas
= 11,3338 x 4,5335 x 4,5335
= 232,9412 m3 = 232,9412 m3(memenuhi) Spesifikasi :
Fungsi : menampung air jernih dari clarifier Kapasitas : 232,9412 m3
Bentuk : empat persegi panjang terbuka Ukuran : Panjang = 11,3338 m
Lebar = 4,5335 m Tinggi = 4,5335 m Bahan konstruksi : Beton
Jumlah : 1 buah
9. Sand Filter (H-250 & H-251)
Fungsi : Menyaring kotoran yang tersuspensi dalam air dengan menggunakan penyaring pasir
Rate volumetric : 33 m3/jam Jumlah Sand Filter : 2 buah Waktu filtrasi : 15 menit
Jumlah flok : 10% dari debit air yang masuk : 10% x 33 = 3,3 m3/jam
Volume air : 33 – 3,3 = 29,7 m3/jam
Volume air yang ditampung : 29,7 x (15/60) = 7,4250 m3/jam = 32,6948 gpm Volume tiap tangki : 32,6948 /2 = 16,3474 gpm
Utilitas
Rate filtrasi : 12 gpm/ft2 (Perry 6ed hal. 19-85) Luas penampang bed : 16,3474 /12 = 1,3623 ft2
Diameter bed : = = 1,3173 m Tinggi lapisan dalam kolom, diasumsikan :
Lapisan Gravel = 0,3 m (Sugiharto :121) Lapisan pasir = 0,7 m (Sugiharto :121) Tinggi air = 3,0 m (Sugiharto :121) + Tinggi lapisan = 4,0 m
Kenaikan akibat back wash = 25% dari tinggi lapisan = 25% x 4 = 1 m
Tinggi total lapisan = tinggi bed + tinggi fluidisasi + tinggi bagian atas untuk pipa + tinggi bagian bawah untuk pipa = 4 + 1 + 0,03 + 0,03 = 5,0600 m
Spesifikasi :
Fungsi : Menyaring air jernih dari tangki koagulasiflokulasi. Kapasitas : 29,7000m3/jam
Bentuk : bejana tegak Diameter : 1,3173 m
Tinggi : 5,0600 m
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade P Jumlah : 2 buah
Utilitas
10. Bak Penampung Air Bersih (A-252)
Fungsi : Menampung air jernih dari sand filter Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.
Rate volumetrik : 33 m3/jam
Ditentukan : Waktu tinggal : 6 jam Volume air total : 33 x 6 = 198 m3/jam
Tinggi : 2 x m Panjang : 5 x m Lebar : 2 x m
Volume bak penampung (direncanakan 85% terisi air) = 198 /85% = 232,9412 m3 Volume penampang = 20x3 = 232,9412 m3 Sehingga, x = 2,2668 m Panjang = 11,3338 m Lebar = 4,5335 m Tinggi = 4,5335 m Check volume : Volume bak = p x l x t = 11,3338 x 4,5335 x 4,5335 = 232,9412 m3 = 232,9412 m3 (memenuhi) Spesifikasi :
Fungsi : menampung air jernih dari Sand Filter Kapasitas : 232,9412 m3
Utilitas
Ukuran : Panjang = 11,3338 m Lebar = 4,5335 m Tinggi = 4,5335 m Bahan konstruksi : Beton
Jumlah : 1 buah
11. Bak Penampung Air Sanitasi (A-290)
Fungsi : Menampung air dari bak air bersih untuk keperluan sanitasi dan tempat menambahkan desinfektan (chlorine).
Bak berbentuk persegi panjang, terbuat dari beton. Kapasitas : 40 m3/hari = 1,666 m3/jam Ditentukan : Waktu tinggal : 12 jam Volume air total : 1,666 x 12 = 20 m3
Digunakan : 1 buah bak Volume air dalam bak : 20 m3 Diasumsi :
Panjang : 5 x m Tinggi = lebar : 2 x m
Asumsi : 85% bak terisi air
Volume bak penampung (85% terisi air) = = 23,5 m3 Volume bak penampung = 20x3 = 23,5
Utilitas
Panjang = 5,5 m Check volume :
Volume bak = p x l x t
= 26,63 m3> 23,5294 m3 (memenuhi)
Untuk membunuh kuman, digunakan disinfektan jenis chlorine dengan kebutuhan chlorine = 200 mg/L (Wesley : fig. 10-7)
Jumlah Chlorine yang harus ditambahkan setiap hari = 200 x 40000= 8000000 mg = 8 kg/hari
Kebutuhan chlorine per tahun = 8 kg/hari x 330 hari = 2640 kg Spesifikasi :
Fungsi : Menampung air untuk keperluan sanitasi dan tempat penambahan disinfektant (chlorine).
Kapasitas : 26,63m3
Bentuk : Empat Persegi panjang terbuka Ukuran : Panjang = 5,5 m
Lebar = 2,2 m Tinggi = 2,2 m Bahan konstruksi : Beton
Jumlah : 1 buah
12. Tangki Kation Exchanger ( A-272 A )
Utilitas
Kandungan CaCO3 dari pengolahan = 5 grain/gallon (Kirk Othmer, Vol.11 : 887). Kandungan ini sedianya dihilangkan dengan resin zeolith bentuk granular, agar sesuai dengan syarat air boiler.
Kandungan CaCO3 = 5 grain/gal = 0,325 gr/gal (1 grain = 0,000065 kg) Jumlah air yang diproses = 519 m3 = 137106 gallon
Jumlah CaCO3 dalam air = 0,325 x 137106 = 44559,45 gr = 44,5594 kg Dipilih bahan pelunak :
Zeolit dengan exchanger capacity = 1,4 ek/kg CaCO3 (Perry 6ed ; T.16-4) Na-Zeolith diharapkan mampu menukar semua ion Ca 2+ .
ek (ekuivalen) = Ekuivalen Berat gram (Underwood : 55) Berat Ekuivalen = elektron jumlah BM (Underwood : 51)
Untuk CaCO3 , 1 mol Ca melepas 2 elektron : Ca 2+ , sehingga elektron = 2 BM CaCO3 = 100
Berat Ekuivalen = 2 100
= 50 gr/ek
Berat zeolith = ek x Berat Ekuivalen = 1,4 ek x 50 gr/ek = 70 gr Kapasitas Zeolith = 70 gr/kg