Program Studi Teknik Lingkungan
Nama Mata Kuliah Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum
Jumlah SKS 3
Pengajar 1. Prof. Dr. Ir. Mary Selintung, MSc.
2. Dr. Eng. Ir. Hj. Rita Tahir Lopa, MT 3. Ir. Achmad Zubair, MSc.
4. Dr. Eng. Bambang Bakri, ST., MT.
5. Roslinda Ibrahim, SP., MT
Sasaran Belajar
Setelah lulus mata kuliah ini mahasiswa mampu membuat perencanaan dan perancangan bangunan pengolahan air minum
Mata Kuliah Prasyarat Penyediaan Air Minum
Deskripsi Mata Kuliah
Mata Kuliah bangunan pengolahan air Minum merupakan mata kuliah yang diwajibkan bagi mahasiswa semester VI yang telah mengikuti materi perkuliahan penyediaan air minum. Materi perkuliahan mencakup pembahasan mengenai pengertian dan metode perencanaan bangunan pengolahan air minum; penentuan kebutuhan air dan debit air baku, analisis kualitas air baku, perencanaan bangunan unit pengolahan: intake, prasedimentasi, koagulasi dan flokulasi, sedimentasi, filtrasi, disinfeksi, pengolahan lumpur, reservoir dan pengolahan lumpur.
INTAKE 6
I PENDAHULUAN
1.1 CAKUPAN ATAU RUANG LINGKUP MATERI PEMBELAJARAN Materi pembahasan pada pertemuan ke-6 (enam) ini meliputi:
Tinjauan umum intake
Bangunan intake dan jenisnya
Komponen intake
Kriteria desain intake
1.2 SASARAN PEMBELAJARAN
Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa mampu memahami dan menjelaskan tentang jenis, komponen dan kriteria desain intake
1.3 PRILAKU AWAL MAHASISWA
Mahasiswa telah membaca bahan ajar dan memahami bahan kuliah terdahulu dengan baik
1.4 MANFAAT
Manfaat yang didapatkan setelah mengikuti pertemuan ini adalah meningkatkan pengetahuan dan wawasan mahasiswa mengenai hal-hal yang terkait dengan intake, termasuk didalamnya mengenai bangunan intake, jenisnya, komponen dan kriteria desain bangunan intake.
1.5 URUTAN PEMBAHASAN
Materi pembahasan dimulai dengan tinjauan umum intake. Kemudian secara berurut pembahasan materi mengenai bangunan intake dan jenisnya, komponen intake dan kriteria desainnya.
1.6 PETUNJUK BELAJAR
Mahasiswa diharapkan membaca isu kaitan kebutuhan air pada media massa yang menambah wawasan secara umum. Membaca bahan yang akan dikuliahkan pada minggu berikut agar dapat lebih siap dan dapat didiskusikan pada pertemuan berikut.
II PENYAJIAN
2.1 UMUM
Bangunan intake adalah suatu bangunan yang berfungsi sebagai penyadap atau penangkap air baku yang berasal dari sumbernya atau badan air seperti sungai, situ, danau dan kolam sesuai dengan debit yang di perlukan untuk pengolahan. Bangunan intake harus disesuaikan menurut konstruksi bangunan air, dan pada umumnya memiliki konstuksi beton bertulang (reinforced concrete) agar memiliki ketahanan yang baik terhadap kemungkinan hanyut oleh arus sungai.
Secara umum terdapat beberapa fungsi dari bangunan intake, diantanranya:
Mengumpulkan air dari sumber untuk menjaga kuantitas debit air yang di butuhkan oleh instalasi.
Menyaring benda-benda kasar dengan menggunakan bar screen.
Mengambil air baku sesuai debit yang diperlukan instalasi pengolahan yang di rencanakan demi menjaga kontinuitas penyediaan dan pengambilan air dari sumbernya.
Kualitas air yang dimanfaatkan untuk pengolahan pada bangunan intake biasanya kurang baik namun secara kuantitas airnya cukup banyak. Dalam mementukan titik pengambilan air didasarkan pada variasi kualitas air permukaan dimana terdapat adanya variasi yang konstan (tidak berfluktuasi).
Hal yang harus diperhatikan dalam prencanaan intake, yaitu :
Intake sebaiknya direncanakan dan ditempatkan pada tempat/sumber air yang memiliki aliran yang stabil dan tidak deras. Hal ini berguna agar tidak membahayakan bangunan intake tersebut
Bangunan intake harus kedap air
Tanah di sekitar Intake seharusnya cukup stabil dan tidak mudah terkena erosi
Intake seharusnya terletak jauh sebelum sumber kontaminasi
Intake sebaiknya terletak di hulu sungai suatu kota
Intake sebaiknya di lengkapi dengan saringan kasar yang selalu di bersihkan.
Ujung pipa pengambilan air yang berhububgan dengan popa sebaiknya juga di beri saringan(striner)
Inlet sebaiknya berada di bawah permukaan badan air untuk mencegah masuknya benda-benda terapung. Disamping itu sebaiknya terletak cukup di atas air
Untuk muka air yang berfluktuasi, inlet yang ke sumur pengumpul sebaiknya di buat beberapa level
Jika permukaan badan air selalu konstan dan tebing sungai terendam air maka intake dapat di buat dekat sungai
2.2 BANGUNAN INTAKE DAN JENISNYA
Bangunan intake memiliki tipe yang bermacam-macam diantaranya adalah:
1. Direct Intake
Digunakan untuk sumber air yang dalam seperti sungai atau danau dengan kedalaman yang cukup tinggi. Intake jenis ini memungkinkan terjadinya erosi pada erosi pada dinding dan pengendapan di bagian dasarnya.
2. Indirect Intake a. River Intake
Menggunakan pipa penyadap dalam bentuk sumur pengumpul. Intake ini lebih ekonomis untuk air sungai yang mempunyai perbedaan level muka air pada musim hujan dan musim kemarau yang cukup tinggi.
b. Canal Intake
Digunakan untuk air yang berasal dari kanal. Dinding chamber sebagian terbuka ke arah kanal dan dilengkapi dengan pipa pengolahan selanjutnya.
c. Reservoir Intake
Digunakan untuk air yang berasal dari dam dan dengan mudah menggunakan menara intake. Menara intake dengan dam dibuat terpisah dan diletakkan di bagian hulu. Untuk mengatasi fluktuasi level muka air.
Inlet dengan beberapa level diletakkan pada menara.
3. Spring Intake
Digunakan untuk air baku dari mata air/air tanah 4. Intake Tower
Digunakan untuk air permukaan dengan kedalaman air berada dalam level tertentu
5. Gate Intake
Berfungsi sebagai screen dan merupakan pintu air pada prasedimentasi 2.3 KOMPONEN INTAKE
Beberapa hal dibawah ini merupakan komponen dari suatu intake, yaitu:
1. Bangunan sadap, yang berfungsi untuk mengefektifkan air masuk menuju sumur pengumpul.
2. Sumur pengumpul (sump well)
Waktu detensi pada sumur pengumpul setidaknya 20 menit atau luas area yang cukup untuk pembersihan. Dasar sumur minimal 1 m dibawah dasar sungai atau tergantung pada kondisi geologis wilayah perencanaan.
Konstruksi sumur disesuaikan dengan kondisi sungai dan setidaknya terbuat dari beton dengan ketebalan minimal 20 cm atau lebih tebal.
3. Screen
Screen terdapat pada inlet sumur pengumpul berfungsi untuk menyaring padatan atau bentuk lainnya yang terkandung dalam air baku. Penyaringan kasar(screening) dimaksudkan untuk menyaring benda-benda kasar terapung atau melayang di air agar tidak terbawa ke dalam unit pengolahan. Contoh benda – benda kasar yaitu daun, plastik, kayu, kain, botol plastik, bangkai binatang, dan sebagainya. Screening biasanya menjadi bagian dari suatu bangunan penyadap air yang terdiri atas batang-batang besi yang disusun berjajar/paralel (selanjutnya disebut screen). Screening juga sering ditempatkan pada saluran terbuka yang menghubungkan sungai (sumber air) menuju ke bak pengumpul.
Gambar 6.1 Screen di intake (atas), potongan memanjang saluran dan screen dalam suatu saluran
Dalam pengoperasiannya, air akan mengalir melalui bukaan (space) di antara batang besi. Bila air membawa benda kasar, maka benda ini akan tertahan oleh besi berjajar tersebut. Benda kasar yang tetahan dalam batang –batang screen akan menurunkan luas bukaan sehingga menghambat laju aliran air yang berakibat pada terjadinya penyumbatan dan meningkatkan kehilangan energi aliran atau headloss. Headloss biasanya dihitung pada kondisi screen bersih dan pada kondisi screen setengah tersumbat. Rumus untuk menghitung headloss pada screen adalah sebagai berikut:
... (1)
dengan:
∆h = headloss akibat aliran melewati screen, m Cd = Koefisien debit (biasanya 0,84)
G = percepatan gravitasi, m/det Vsc = kecepatan aliran di screen, m/det V = kecepatan aliran sebelum screen
Perhitungan ini penting dilakukan untuk memastikan air bisa mengalir, yang ditunjukkan dengan nilai headloss yang kecil. Hasil perhitungan juga dapat digunakan untuk menentukan waktu pembersihan screen, terutama untuk screen yang dibersihkan secara manual.
Pembersihan secara manual merupakan pembersihan yang menggunakan tenaga manusia dengan cara mengambil (menggaruk) benda yang tersangkut di screen dibawa ke atas atau disingkirkan dari screen. Pembersihan ini dilakukan secara berkala dan tidak boleh melebihi kondisi setengah tersumbat karena dikhawatirkan headlossnya melebihi batas yang ditentukan sehingga air tidak mengalir ke unit pengolahan berikutnya.
Jenis pembersihan lainnya adalah pembersihan secara mekanik.
Pembersihan ini mengandalkan tenaga mekanis, yaitu alat pengambil (penggaruk) benda yang tersangkut di screen yang berjalan terus-menerus dengan digerakkan oleh motor. Berikut gambar yang menunjukkan screen yang pembersihannya dilakukan secara manual dan mekanis.
Gambar 6.2 Pembersihan screen secara manual
Gambar 6.3 Pembersihan screen secara mekanis
4. Pompa intake (dengan Bell Mouth Strainer, discharge valve, dan aksesoris lainnya)
a. Strainer
Untuk menyaring benda-benda yang terkandung dalam air baku, perlu direncanakan strainer pada ujung pipa suction pompa intake. Beberapa hal yang perlu diperhatikan, yaitu:
Kecepatan melalui lubang strainer = 0,15 – 0,3 m/dt, dan dianjurkan untuk berada pada batas rendah untuk mencegah masuknya padatan dasar badan air.
Bukaan pada lubang strainer antara 6 – 12 mm
Luas area strainer adalah 2 kali dari luas total lubang b. Pipa suction dan discharge
Kecepatan pada pipa suction antara 1 – 1,5 m/dt c. Valve
Valve harus dipasang pada perpipaan pompa agar mudah dalam pengontrolan aliran, penggantian dan perawatannya.
9 2.4 KRITERIA DESAIN INTAKE
1. Bell Mouth Strainer
Kecepatan melalui lubang strainer 0,15 – 0,3 m/dtk
Letak strainer 0,6 – 1 m dibawah tinggi muka air minimum 2. Sumuran pengumpul
Dasar sumuran diambil 1 m dibawah strainer
Konstruksi harus kuat dan penempatan pipa dan perlengkapannya dapat mudah dioperasikan dan dipelihara
Waktu detensi tidak lebih dari 20 menit
3. Pipa penyalur air baku dengan pengaliran grafitasi
Kecepatan aliran 0,6 – 1,5 m/dtk untuk mencegah iritasi dan sedimentasi pada pipa
Ukuran diameter pipa ditetapkan dengan menjaga aliran 0,6 m/dtk pada saat level air terendah, dan tidak lebih dari kecepatan aliran 1,5 m/dtk pada saat level air tertinggi.
4. Pipa penyalur air baku dengan pengaliran menggunakan pompa
Kecepatan aliran berkisar antara 1 – 1,5 m/dtk dengan pengaturan diameter sama seperti kriteria pipa penyalur secara gravitasi
Pusat pompa ditempatkan tidak kurang dari 3,7 m di bawah level air terendah dan tidak lebih dari 4 m diatas level air terendah
5. Screen
Jarak antar kisi adalah 25,4 – 76,2 mm
Lebar kisi 0,25 – 5 inch
Kemiringan kisi 30o – 45o dari horizontal
Kehilangan tekanan pada kisi 0,01 – 0,8 m
10
III PENUTUP
3.1 RANGKUMAN
Bangunan intake adalah suatu bangunan yang berfungsi sebagai penyadap atau penangkap air baku yang berasal dari sumbernya dengan debit yang di perlukan untuk pengolahan.
Fungsi intake antara lain mengumpulkan air dari sumber, menyaring benda- benda kasar dan mengambil air baku sesuai debit yang diperlukan instalasi pengolahan.
3.2 SOAL TES FORMATIF
Untuk mengetahui tingkat penguasaan pengetahuan yang diperoleh mahasiswa, maka dosen sebagai fasilitator memberikan tes formatif berupa pertanyaan sebagai berikut:
1. Jelaskan fungsi bangunan intake !
2. Sebut dan Jelaskan komponen bangunan intake ! 3.3 UMPAN BALIK
Diskusi dan memberikan pertanyaan untuk memonitor penerimaan mahasiswa akan bahan kuliah yang disajikan.
3.4 DAFTAR PUSTAKA
Hamer, Mark J. 1975, Water and Waste Water Technology, John Wiley & sons, Inc.
Masduki, A. (2009), Bahan Ajar Mata Kuliah Pengolahan Air Minum, Jurusan Teknik Lingkungan, FTSP, ITS Surabaya.
Qasim, S.R., Motley, E.M., dan Zhu, G. (2000), Water Work Engineering: Planning, Design & Operation, Prentice Hall PTR, Texas.
Standar Nasional Indonesia (SNI) 6774: 2008 tentang Tata cara perencanaan unit paket instalasi pengolahan air, Badan Standarisasi Nasional.
