PERENCANAAN DESAIN TANGKI SEPTIK KOMUNAL
DI KAMPUNG CIHIRIS, DESA CISARUA,
KECAMATAN NANGGUNG, KABUPATEN BOGOR,
JAWA BARAT
FEMYLIA NUR UTAMA
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Perencanaan Desain Tangki Septik Komunal di Kampung Cihiris, Desa Cisarua, Kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor, Jawa Barat adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2016
Femylia Nur Utama
ABSTRAK
FEMYLIA NUR UTAMA. Perencanaan Desain Tangki Septik Komunal di Kampung Cihiris, Desa Cisarua, Kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Dibimbing oleh YUDI CHADIRIN dan YANUAR CHANDRA WIRASEMBADA.
Mandi, cuci dan kakus (MCK) merupakan fasilitas sanitasi dasar yang wajib dimiliki oleh setiap rumah tangga guna terciptanya sanitasi lingkungan yang baik. Tujuan penelitian ini adalah merencanakan desain tangki septik komunal di Kampung Cihiris, Desa Cisarua, Kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor. Perencanaan dilakukan berdasarkan topografi lahan dan proyeksi jumlah penduduk untuk 10 tahun yang akan datang. Perencanaan desain tangki septik komunal terdiri dari 4 tahap, proyeksi jumlah penduduk, perhitungan dimensi tangki septik komunal, pemetaan lahan di lokasi perencanaan dan pembuatan
detail engineering design (DED) tangki septik komunal. Diperkirakan jumlah penduduk Kampung Cihiris dalam 10 tahun yang akan datang sebanyak 5,165 jiwa. Maka, volume maksimum yang harus ditampung di tangki septik sebanyak 469.3 m3. Desain tangki septik terdiri dari 2 bak yaitu bak pengendapan pertama dengan dimensi tinggi 3.3 m, lebar 7.5 m dan panjang 15 m sedangkan bak kedua memiliki dimensi tinggi 3.3 m, lebar 9 m dan panjang 18 m.
Kata Kunci: air limbah domestik, sanitasi lingkungan, tangki septik komunal, desain, Kampung Cihiris
ABSTRACT
FEMYLIA NUR UTAMA. Design of Communal Septic Tank in Cihiris Settlement, Cisarua Village, Nanggung Sub District, Bogor District, West Java. Supervised by YUDI CHADIRIN and YANUAR CHANDRA WIRASEMBADA.
The basic sanitation facilities should be owned by every household in order to create a good environmental sanitation. The objective of this study is designing the communal septic tanks on Cihiris settlement, Cisarua Village, Nanggung Sub District, Bogor District. Design planning was conducted based on land topography and population estimation in the next 10 years. Communal septic tank planning was consisted of four steps i.e estimating the population, calculating the dimensions of communal septic tanks, land mapping at the site plan and creating detailed engineering design (DED) of communal septic tank. In the next 10 years population were estimated about 5,165 people. Then, the maximum volume that must be accommodated in septic tanks is 469.3 m3. Septic tank design consists of two settling ponds. The dimensions of depth, width and length for the first settling pond are 3.3 m, 7.5 m and 15 m respectively, while the second settling pond are 3.3 m, 9 m and 18 m respectively.
Key word: Cihiris Settlement, communal septic tank, design, environmental sanitation, domestic wastewater
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
PERENCANAAN DESAIN TANGKI SEPTIK KOMUNAL
DI KAMPUNG CIHIRIS, DESA CISARUA
KECAMATAN NANGGUNG, KABUPATEN BOGOR,
JAWA BARAT
FEMYLIA NUR UTAMA
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PRAKATA
Puji dan syukur dipanjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Januari hingga Mei 2016 ini ialah sanitasi lingkungan, dengan judul Perencanaan Desain Tangki Septik Komunal di Kampung Cihiris, Desa Cisarua, Kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor, Jawa Barat.
Penelitian dan penyusunan skripsi ini dapat diselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, ucapan terima kasih disampaikan kepada:
1. Dr. Yudi Chadirin, S.TP.,M.Agr dan Bapak Yanuar Chandra Wirasembada, S.T.,M.Si selaku komisi pembimbing yang senantiasa membimbing dan mengarahkan dalam menyelesaikan skripsi serta memberikan masukan yang sangat bermanfaat.
2. Dr.Ir. Meiske Widyarti, M.Eng selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan bermanfaat dalam penyelesaian skripsi ini.
3. Orang tua, Bapak Zoherman dan Ibu Sukmadawati, adik, serta keluarga atas dukungan dan doanya.
4. Bapak H Idris selaku ketua RW 01 Desa Cisarua serta Bapak Udin, Bapak Nurdin dan Bapak Evi selaku ketua RT Kampung Cihiris yang telah memberikan izin penelitian dan membantu dalam pengambilan data kependudukan.
5. Tenaga Kependidikan Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan dan Staf Tata Usaha Fakultas Teknologi Pertanian atas bantuan administrasi yang diberikan. 6. Rekan satu tim penelitian Lina Ariyani atas dukungan dan bantuannya dalam
penyelesaian skripsi ini.
7. Teman-teman Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Pertanian Bogor Angkatan 49 (SIL 49) serta sahabat-sahabat lainnya atas bantuan, semangat dan dukungannya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat dan memberikan kontribusi yang nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di bidang Teknik Sipil dan Lingkungan
Bogor, Agustus 2016
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL x DAFTAR GAMBAR x DAFTAR LAMPIRAN x PENDAHULUAN 1 Latar Belakang 1 Perumusan Masalah 2 Tujuan Penelitian 2 Manfaat Penelitian 2Ruang Lingkup Penelitian 2
TINJAUAN PUSTAKA 3
Sanitasi Lingkungan 3
Air Limbah Domestik 4
Tangki Septik Komunal 4
Bidang Resapan Tangki Septik Komunal 5
METODE PENELITIAN 6
Tempat dan Waktu 6
Alat dan Bahan 6
Prosedur Analisis Data 6
HASIL DAN PEMBAHASAN 15
Gambaran Umum Lokasi Penelitian 15
Lahan Penempatan Tangki Septik Komunal 16
Desain Fungsional dan Struktural Tangki Septik Komunal 18
Tanaman Pereduksi Bau dan Gas Metan (CH4) 24
Rancangan Anggaran Biaya Tangki Septik Komunal dan Bidang Resapan 26
SIMPULAN DAN SARAN 27
Simpulan 27
Saran 27
DAFTAR PUSTAKA 28
LAMPIRAN 31
DAFTAR TABEL
1. Rata-rata aliran air limbah dari daerah pemukiman ... 4
2. Data rincian jumlah penduduk setiap RT Kampung Cihiris ... 15
3. Data hasil perhitungan dimensi tangkiseptik komunal Kampung Cihiris .... 19
4. Data perhitungan beban dan struktur pelat tangki septik komunal ... 22
5. Data dimensi bidang resapan tangki septik komunal Kampung Cihiris ... 23
6. Data tebal setiap lapisan bidang resapan tangki septik komunal ... 23
7. Rancangan Anggaran Biaya tangki septik komunal dan bidang resapan ... 26
DAFTAR GAMBAR
1. Berbagai permasalahan sanitasi lingkungan perumahan ... 32. Ilustrasi desain tangki septik komunal ... 5
3. Ilustrasi bidang resapan tangki septik komunal ... 5
4. Diagram alir skema penelitian ... 12
5. Diagram alir pembuatan peta kontur ... 13
6. Diagram alir desain rancangan tangki septik komunal ... 14
7. Kondisi sanitasi lingkungan di Kampung Cihiris, Desa Cisarua ... 15
8. Data jumlah penduduk kampung Cihiris ... 16
9. Peta kontur 2 dimensi lahan tangki septik komunal ... 17
10. Peta kontur 3 dimensi tangki septik komunal ... 17
11. Peta lokasi penempatan tangki septik komunal ... 18
12. Detail beton bertulang tangki septik komunal ... 20
13. Bafel tangki septik 2 tampak samping ... 20
14. Manhole tangki septik komunal ... 21
15. Pipa Ventilasi dan pipa inspeksi ... 21
16. Detail lapisan bidang resapan dan pipa peresap ... 24
17. Bunga Tanjung ... 25
18. Pohon Tanjung ... 25
DAFTAR LAMPIRAN
1. Koefisien momen pelat akibat beban ... 33
2. Prosedur perhitungan proyeksi jumlah penduduk Kampung Cihiris ... 34
3. Perhitungan dimensi tangki septik komunal ... 35
4. Perhitungan beban dan kekuatan struktur pelat tangki septik komunal ... 36
5. Peta jenis tanah Kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor, Jawa Barat ... 47
6. Rincian Rancangan Anggaran Biaya (RAB) tangki septik komunal dan bidang resapan ... 48
7. Layout tangki septik komunal dan bidang resapan ... 53
8. Denah tangki septik komunal ... 54
9. Denah tangki septik 1 ... 55
10. Denah tangki septik 2 ... 56
11. Potongan A-A tangki septik 1 ... 57
12. Potongan A-A tangki septik 2 ... 58
13. Potongan B-B tangki septik 1 ... 59
14. Potongan B-B tangki septik 2 ... 60
15. Potongan C-C tangki septik 1 ... 61
16. Potongan C-C tangki septik 2 ... 62
17. Potongan D-D tangki septik komunal ... 63
18. Potongan E-E tangki septik komunal ... 64
19. Potongan F-F tangki septik komunal ... 65
20. Denah bidang resapan ... 66
21. Denah tangki septik dan bidang resapan ... 67
22. Potongan A-A bidang resapan ... 68
23. Potongan B-B bidang resapan ... 69
24. Detail lapisan bidang resapan dan pipa peresap ... 70
25. Potongan layout tangki septik komunal dan bidang resapan ... 71
26. Potongan A-A layout tangki septik komunal dan bidang resapan ... 72
27. Potongan B-B layout tangki septik komunal dan bidang resapan ... 73
28. Potongan C-C layout tangki septik komunal dan bidang resapan ... 74
29. Potongan D-D layout tangki septik komunal dan bidang resapan ... 75
30. Tampak samping tangki septik dan bidang resapan ... 76
31. Gambar 3 dimensi tangki septik komunal ... 77
32. Potongan memanjang gambar 3 dimensi tangki septik komunal ... 78
33. Potongan melintang gambar 3 dimensi tangki septik komunal ... 79
34. Potongan mendatar gambar 3 dimensi tangki septik komunal ... 80
35. Gambar 3 dimensi bidang resapan ... 81
36. Potongan memanjang gambar 3 dimensi bidang resapan ... 82
37. Potongan melintang gambar 3 dimensi bidang resapan ... 83
38. Gambar 3 dimensi tangki septik komunal dan bidang resapan ... 84
39. Potongan melintang gambar 3 dimensi tangki septik komunal dan bidang resapan ... 85
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Permasalahan sanitasi lingkungan merupakan salah satu permasalahan yang masih sering ditemukan di Indonesia saat ini terutama mengenai akses terhadap sanitasi dasar seperti ketersediaan sarana mandi, cuci, kakus (MCK). Permasalahan yang sering dihadapi terkait MCK ini adalah tidak tersedianya tangki septik yang berfungsi untuk menampung limbah dari kegiatan MCK. Hal ini menyebabkan limbah langsung dibuang ke lingkungan sehingga dapat mencemari tanah dan air tanah. Permasalahan tentang tangki septik ini juga terjadi di Kampung Cihiris, Desa Cisarua, Kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Sarana sanitasi lingkungan di desa ini kurang memadai dan masih ada warga yang buang air besar (BAB) sembarangan di sungai maupun menggunakan WC “cubluk”, yaitu lubang yang dibuat di tanah untuk menampung limbah yang dihasilkan. Selain itu, Kampung Cihiris memiliki luas sebesar 6.97 Ha dengan jumlah penduduk saat ini sebanyak 1,539 jiwa sehingga kepadatan penduduk di Kampung ini adalah 221 jiwa/ha.
Menurut SNI 03-1733-2004, kepadatan penduduk di Kampung Cihiris termasuk dalam kategori tinggi. Tingginya angka kepadatan penduduk tersebut menjadi indikasi bahwa penggunaan tangki septik pada setiap rumah tidak memungkinkan karena sebagian besar masyarakat di Kampung Cihiris menggunakan air sumur sebagai sumber air bersih sehingga penggunaan tangki septik pada setiap rumah akan berpotensi besar mencemari air tanah. Air tanah yang tercemar oleh limbah yang berasal dari tangki septik dapat menimbulkan berbagai masalah kesehatan. Kondisi ini semakin diperparah karena tangki septik yang digunakan warga saat ini tidak memenuhi standar sanitasi yang seharusnya. Buruknya sarana sanitasi lingkungan ini akan berdampak buruk terhadap kesehatan manusia karena dapat menjadi penyebab timbulnya berbagai macam penyakit (Adisasmito 2007).
Sanitasi lingkungan yang buruk berkaitan dengan penularan beberapa penyakit infeksi yaitu penyakit diare, kolera, typhoid fever dan paratyphoid fever, disentri, penyakit cacing tambang, ascariasis, hepatitis A dan E, penyakit kulit,
trakhoma, schistosomiasis, cryptosporidiosis, malnutrisi dan penyakit yang berhubungan dengan malnutrisi (Salma 2001). Prevalensi penyakit akibat sanitasi buruk di Indonesia adalah penyakit diare sebesar 72%, cacingan 0,85%, scabies 23%, trakhoma 0,14%, hepatitis A 0,57%, hepatitis E 0,02% dan malnutrisi 2,5%, sedangkan kasus kematian akibat sanitasi buruk adalah diare sebesar 46%, cacingan 0,1%, scabies1,1%, hepatitis A 1,4% dan hepatitis E 0,04% (Kandun 2006). Oleh sebab itu, untuk menghindari terjadi dampak negatif terhadap kesehatan akibat sanitasi lingkungan yang buruk di Kampung Cihiris perlu dirancang sistem tangki septik secara komunal. Sistem tangki septik komunal dapat diterapkan untuk mengurangi resiko terjadinya pencemaran air tanah yang akan berdampak pada kesehatan masyarakat Kampung Cihiris.
2
Perumusan Masalah
Penelitian ini dilakukan untuk merencanakan desain tangki septik komunal berdasarkan data kontur tanah dan proyeksi jumlah penduduk untuk 10 tahun yang akan datang. Minimnya ketersediaan tangki septik yang memenuhi standar sanitasi dan tingginya angka kepadatan penduduk merupakan salah satu permasalahan sanitasi lingkungan yang dihadapi oleh masyarakat Kampung Cihiris, Desa Cisarua, Kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor, Jawa Barat saat ini. Hal ini berpotensi dapat menimbulkan berbagai penyakit akibat sarana sanitasi lingkungan yang buruk. Oleh karena itu, perlu dilakukan perencanaan tangki septik secara komunal di daerah ini untuk meminimalkan dampak yang buruk akibat sanitasi yang tidak baik.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Menentukan lokasi penempatan tangki septik komunal yang optimum dan efektif bagi penduduk di Kampung Cihiris, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. 2. Menyusun desain dan rancangan (fungsional dan struktural) tangki septik
komunal dan bidang resapan tangki septik komunal sesuai SNI 03-2398-2002.
Manfaat Penelitian
Manfaat hasil penelitian ini adalah:
1. Sebagai dasar atau panduan bagi pemerintah dan masyarakat serta pihak terkait untuk pembuatan tangki septik komunal yang sesuai standar sanitasi di Kampung Cihiris, Desa Cisarua, Kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor, Jawa Barat.
2. Sebagai rujukan untuk perbaikan sanitasi lingkungan di Kampung Cihiris, Kabupaten Bogor, Jawa Barat.
3. Sebagai masukan bagi masayarakat dan pemerintah dalam menentukan dimensi tangki septik komunal yang efektif dan efisien.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup dari penelitian ini dideskripsikan secara singkat sebagai berikut:
3
a. Pengumpulan data kependudukan Kampung Cihiris untuk tahun 2014 hingga tahun 2016.
b. Penentuan lokasi tangki septik komunal di daerah Kampung Cihiris.
c. Pemetaan topografi dengan luas wilayah 6.97 Ha.
d. Penyusunan desain fungsional dan struktural tangki septik komunal dan bidang resapannya terbatas pada fungsi dan dimensi masing-masing unit tangki septik komunal dan bidang resapan.
e. Perhitungan struktur dan beban tangki septik komunal hanya pada bagian pelat atas dan bawah masing-masing tangki.
f. Penyusunan Rancangan Anggaran Biaya (RAB) menggunakan harga satuan pekerjaan Kabupaten Bogor 2016.
2. Gas metan yang dihasilkan dalam proses pengolahan limbah tinja hanya dikeluarkan melalui pipa ventilasi atau tidak dibahas lebih lanjut mengenai pemanfaatannya.
TINJAUAN PUSTAKA
Sanitasi Lingkungan
Sanitasi lingkungan adalah status kesehatan suatu lingkungan yang mencakup perumahan, pembuangan kotoran, penyedian air bersih dan sebagainya (Notoatmojo 2007). Sanitasi lingkungan pemukiman meliputi pengelolaan sampah, air bersih, sarana pembuangan air limbah, dan jamban (Ma’rufi et.al
2006). Ilustrasi sanitasi lingkungan yang baik dan yang buruk seperti pada Gambar 1(Ma’rufi et.al 2006).
Gambar 1 Berbagai permasalahan sanitasi lingkungan perumahan
Persyaratan kesehatan perumahan dan permukiman adalah ketentuan teknis kesehatan yang wajib dipenuhi dalam rangka melindungi penghuni dan masyarakat yang bermukim di perumahan atau masyarakat sekitar dari bahaya atau gangguan kesehatan (Soedjadi dan Hari 2005).
4
Air Limbah Domestik
Limbah cair domestik atau air limbah rumah tangga merupakan buangan manusia (tinja dan air seni) dan sullage, yaitu air limbah yang dihasilkan kamar mandi, pencucian pakaian dan alat-alat dapur serta kegiatan rumah tangga lainnya (Sugiharto 1987). Menurut (Sugiharto 1987) sumber utama air limbah rumah tangga dari masyarakat adalah berasal dari perumahan, daerah perdagangan, perkantoran, dan daerah rekreasi. Besarnya rata-rata air limbah yang berasal dari daerah hunian dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Rata-rata aliran air limbah dari daerah pemukiman
No Sumber Unit
Rata-rata (liter/unit/hari)
1 Apartemen orang 260
2 Hotel, penghuni tetap orang 190
3 Tempat tinggal keluarga:
- Rumah pada umumnya orang 280
- Rumah yang lebih baik orang 310
- Rumah mewah orang 380
- Rumah agak modern orang 200
- Rumah pondok orang 190
4 Rumah gandengan orang 150
Karakteristik limbah cair domestik antara lain tingginya bahan organik (karbohidrat, protein, dan lemak), deterjen, dan partikel bahan anorganik. Hasil penelitian (Flint 1992) antara lain menginformasikan bahwa komposisi limbah domestik adalah lemak (33%), protein (25%), selulosa (8%), pati (8%), lignin (6%), abu (20%) dengan nilai BOD berkisar antara 275–3000 ppm.
Tangki Septik Komunal
Septic tank (tangki septik) adalah suatu bak berbentuk empat persegi panjang yang biasanya terletak di bawah muka tanah dan menerima atau menampung kotoran dan air penggelontor yang berasal dari kakus gelontor, termasuk juga segala buangan limbah rumah tangga. Periode tinggal (detention time) di dalam tangki adalah 1-3 hari. Walaupun proses pencernaan zat padat yang terendap berlangsung secara efektif, namun pengambilan lumpur yang terakumulasi perlu dilakukan secara periodik antara 1-5 tahun sekali. Walaupun pada umumnya tangki septik digunakan untuk mengolah air limbah rumah tangga secara individual, namun tangki septik juga dapat digunakan sebagai fasilitas sanitasi komunal atau umum (Kruijff 1987). Desain MCK sangat terkait dengan kebiasaaan atau budaya masyarakat setempat sehingga desain yang dibuat harus dimusyawarahkan dengan masyarakat pengguna dengan tetap menjaga kaidah-kaidah MCK yang sehat (Nasrullah 2007). Pengolahan limbah MCK melibatkan
5 beberapa unit pengolahan, yaitu tangki septik, anaerobik baffel reaktor dan bidang resapan (Zuliyanto 2011). Ilustrasi gambar tangki septik ditampilkan pada Gambar 2 (BSN 2002).
Gambar 2 Ilustrasi desain tangki septik komunal
Bidang Resapan Tangki Septik Komunal
Bidang resapan merupakan unit yang disediakan untuk meresapkan air limbah yang telah terolah dari tangki septik ke dalam tanah. Air yang diresapkan ini merupakan air limbah yang telah dipisahkan padatannya (effluent dari tangki septik) namun masih mengandung bahan organik dan mikroba patogen. Dengan adanya bidang resapan ini, diharapkan air olahan dapat meresap ke dalam tanah sebagai proses filtrasi dengan media tanah ataupun jenis media lainnya. Terdapat 2 (dua) jenis bidang resapan yang dapat diaplikasikan bersama dengan tangki septik yaitu saluran peresapan ataupun sumur resapan (Sumardji dan Hamdi 2013). Ilustrasi gambar bidang resapan 1 jalur dan 3 jalur seperti pada Gambar 3 (Sumardji dan Hamdi 2013).
6
METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu
Penelitian dilaksanakan di Kampung Cihiris, Desa Cisarua, Kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Pengumpulan data dilakukan selama 2 bulan yaitu dari minggu ke 2 bulan Februari hingga minggu ke 2 bulan April tahun 2016. Setelah itu, dilanjutkan dengan proses pengolahan dan analisis data hingga bulan Mei 2016.
Alat dan Bahan
Pada penelitian ini dibutuhkan peta kontur untuk dapat mendesain layout
tangki septik komunal dan bidang resapan. Peta kontur diperoleh berdasarkan hasil pemetaan lahan dengan menggunakan alat auto level, dengan alat tambahan berupa GPS, target rod, tripod, pita ukur dan kompas. Data yang selanjutnya diperlukan adalah data jumlah penduduk Kampung Cihiris untuk 2 tahun yang berbeda. Dalam penelitian ini juga digunakan beberapa jenis software yaitu
software Surfer untuk membuat peta kontur, software Google Earth, Global Mapper dan ArcGIS untuk membuat layout tangki septik komunal dan bidang resapan serta software AutoCAD untuk membuat desain rancangan tangki septik komunal dan bidang resapan.
Prosedur Analisis Data Perhitungan Dimensi Tangki Septik Komunal
Menurut (Wardiha dan Prihandono 2015) waktu pengurasan yang ideal tangki septik komunal adalah 2 tahun. Sementara itu, masih menurut sumber yang sama diperoleh data rata-rata jumlah lumpur terkumpul adalah 40 liter/orang/tahun. Air limbah yang dihasilkan dalam kegiatan MCK adalah 10 liter/orang/hari sedangkan freeboard atau tinggi jagaan yang direncanakan untuk tangki septik komunal adalah 0.3 m (Sapei et.al 2011).
Data yang diperoleh berdasarkan data hasil pengukuran dengan Auto Level
adalah data variabel z atau elevasi sedangkan data yang diperoleh dari GPS berupa data koordinat Bujur Timur (x) dan koordinat Lintang Selatan (y). Selanjutnya data variabel x, y dan z ini diinput ke dalam program Surfer sehingga dihasilkan peta kontur. Selanjutnya untuk membuat layout pada lahan tersebut dilakukan dengan menggunakan software Google Earth, Global Mapper dan
ArcGIS. Setelah itu, peta kontur yang diperoleh di overlay dengan layout yang dibuat. Berdasarkan data peta kontur atau elevasi lahan yang diketahui ditentukan lokasi penempatan tangki septik komunal dan bidang resapannya. Sementara itu data jumlah penduduk Kampung Cihiris untuk 2 tahun yang berbeda digunakan untuk memproyeksikan jumlah penduduk di Kampung Cihiris untuk 10 tahun ke
7 depan yaitu pada tahun 2026. Perkiraan jumlah penduduk dilakukan dengan menggunakan metode eksponensial seperti pada Persamaan (1) dan (2) (Barclay 1970). (1) ( ( )) (2)
Pn : jumlah penduduk pada tahun ke n
Po : jumlah penduduk pada tahun (penduduk dasar) awal r : angka pertumbuhan penduduk (%)
n : waktu dalam tahun (periode proyeksi)
Setelah itu proses perencanaan memasuki tahap perhitungan kapasitas penampung lumpur dan air (Sapei et.al 2011). Kebutuhan kapasitas penampung lumpur (A) dihitung dengan Persamaan (3). Kebutuhan kapasitas penampung air (B) dihitung dengan Persamaan (4) dan (5).
(3)
Keterangan
P : Jumlah penduduk hasil proyeksi
N : Waktu pengurasan tangki septik komunal S : Rata-rata lumpur terkumpul per orang per tahun
( ( )) (4)
(5)
Volume tangki septik dihitung dengan Persamaan (6). Volume tangki pengendapan pertama dihitung dengan Persamaan (7). Dimensi tinggi tangki septik ditentukan berdasarkan jumlah limbah yang akan ditampung (asumsi). Lebar dan panjang tangki septik komunal yang direncanakan dihitung dengan Persamaan (8). (6) ( ) (7) ( ) (8)
8
Perbandingan antara lebar dan panjang tangki septik komunal yang akan direncanakan adalah 1:2. Panjang tangki septik komunal yang akan direncanakan dihitung dengan Persamaan (9).
(9)
Tinggi tangki bak pengendapan pertama ditentukan berdasarkan jumlah limbah yang akan ditampung (asumsi). Lebar dan panjang tangki bak pengendapan pertama yang direncanakan dihitung dengan Persamaan (10).
(
)
(10)
Perbandingan antara lebar dan panjang tangki pengendapan pertama yang akan direncanakan adalah 1:2. Panjang tangki pengendapan pertama yang akan direncanakan dihitung dengan Persamaan (11).
(11)
Setelah semua tahap perhitungan selesai dan diperoleh dimensi tangki septik komunal, selanjutnya dilakukan pembuatan detail engineering design (DED) tangki septik komunal dengan menggunakan program AutoCAD 2013. Setelah itu, ditentukan desain bidang resapan tangki septik komunal berdasarkan SNI 03-2398-2002 dan peta jenis tanah Kecamatan Nanggung. Diagram alir prosedur penelitian dapat dilihat pada Gambar 4.
Perhitungan Beban dan Kekuatan Struktur Tangki Septik Komunal
Perhitungan beban diperlukan untuk mengetahui besar beban yang terjadi dan seberapa tebal pelat beton yang diperlukan untuk menahan beban yang dihasilkan. Beban pada struktur pelat bawah tangki septik berupa air dan lumpur sedangkan beban pada struktur pelat atas tangki septik hanya berupa beban sendiri. Perhitungan beban dilakukan berdasarkan Persamaan (12) hingga Persamaan (15) (Ticoalu et.al 2015). ( ) (12) ( ) (13) (14) (15) Keterangan:
9 ρair : massa jenis air (kg/m3)
As : luas penampang pelat (m2) Vlumpur : volume lumpur (m3)
ρlumpur : massa jenis lumpur (kg/m3) ρbeton : massa jenis beton (kg/m3) tb : tebal pelat (m)
Perhitungan kekuatan struktur meliputi kontrol terhadap momen dan lendutan. Perhitungan dan kekuatan struktur dilakukan dengan menggunakan Persamaan (12) hingga Persamaan (39) (Ticoalu et.al 2015). Kontrol terhadap momen dilakukan untuk menentukan tebal pelat beton bagian bawah tagki septik sedangkan kontrol lendutan tidak dilakukan untuk pelat bagian bawah karena pelat ditopang langsung oleh tanah sehingga lendutan diabaikan atau diasumsikan mendekati nol. Dalam menentukan momen lapangan dan tumpuan pelat digunakan tabel momen pelat persegi akibat beban merata seperti pada Lampiran 1 untuk menentukan koefisien momen pelat. Pelat yang digunakan diasumsikan merupakan pelat yang terjepit penuh yang mana pada pelat atas dijepit oleh balok dan pada pelat bagian bawah dijepit atau ditahan langsung oleh tanah. Oleh sebab itu perhitungan momen lapangan arah x dilakukan berdasarkan Persamaan (16) dan Persamaan (17).
` (16)
(17)
Sementara itu, momen tumpuan arah x dan y dihitung berdasarkan Persamaan (18) dan (19). Rasio tulangan pada kondisi balance dan faktor tahanan momen maksimum dihitung berdasarkan Persamaan (20) dan Persamaan (21). Sementara itu, nilai jarak tulangan terhadap sisi luar beton, tebal efektif pelat lantai, momen nominal rencana dan faktor tahanan momen dihitung dengan Persamaan (22) hingga Persamaan (25).
(18) (19) ( ) ( ) (20) ( ( ) (21) (22) (23) (24)
10
(25) Tebal pelat beton dikatakan aman dan cukup apabila nilai faktor tahanan momen (Rn) lebih besar daripada faktor tahanan momen maksimum (Rmax). Selanjutnya, untuk menentukan rasio tulangan, luas tulangan dan jarak tulangan yang diperlukan dilakukan perhitungan dengan Persamaan (26) hingga (28). Luas tulangan terpakai dihitung berdasarkan Persamaan (29).
( ) ( ( ( ) (26) (27) (28) (29)
Pada pelat beton bagian atas selain dilakukan kontrol terhadap momen juga dilakukan kontrol terhadap lendutan untuk menentukan apakah lendutan yang terjadi yang diakibatkan oleh berat sendiri pelat lantai aman jika digunakan pelat dengan ketebalan tertentu. Dalam menentukan apakah lendutan yang terjadi aman atau tidak digunakan beberapa tahap perhitungan. Nilai modulus elastisitas baja tulangan, batas lendutan maksimum yang diijinkan dan momen inersia penampang pelat dihitung menurut Persamaan (30) hingga Persamaan (32).
(30) (31) (32) Sementara itu nilai modulus keruntuhan lentur beton, nilai perbandingan modulus elastis, jarak garis netral terhadap sisi beton dan momen inersia penampang retak yang diinformasikan ke beton dihitung berdasarkan Persamaan (29) hingga Persamaan (32). Nilai lainnya yang juga harus dihitung untuk menentukan nilai lendutan adalah momen retak, momen maksimun akibat beban, inersia efektif untuk perhitungan lendutan dan lendutan elastis seketika akibat beban mati dan beban hidup yang dihitung dengan Persamaan (33) hingga Persamaan (36).
(33)
11 (35) ( ) (36) ( ) (37) (38) ( ) ( ( ) ) (39) (40) Nilai rasio tulangan slab lantai, lendutan jangka panjang akibat rangkak dan susut serta lendutan total dihitung berdasarkan Persamaan (37) hingga Persamaan (39). Lendutan dikatakan aman dan tebal pelat dapat digunakan apabila lendutan total lebih kecil dari lendutan yang diijinkan.
(41) (42) (43) Keterangan:
fc’ : kuat tekan beton (Mpa)
fy : tegangan leleh baja untuk tulangan lentur (Mpa) Lx : panjang bentang pelat arah x (m)
Ly : panjang bentang pelat arah y (m) h : tebal pelat lantai (mm)
Cl : koefisien momen lapangan Ct : koefisien momen tumpuan Ɵ : diameter tulangan (mm) ts : tebal selimut beton (mm) Qu : beban (kN/m2)
β : faktor distribusi tegangan beton ϕ : faktor reduksi kekuatan lentur b : lebar pelat (ditinjau 1 m)
12
Gambar 4 Diagram alir skema penelitian
Ya Tidak
Membuat Rancangan Anggaran Biaya (RAB) tangki septik komunal dan bidang resapan Menentukan volume galian dan
volume gusur timbun
selesai
Membuat detail engineering design (DED) tangki septik komunal dan bidang resapan Membuat layout lahan tangki septik komunal yang tersedia Surveying dan pembuatan
peta kontur mulai
Perhitungan dimensi tangki septik komunal - Pengambilan data jumlah penduduk - Proyeksi jumlah penduduk
Perhitungan kekuatan struktur pelat tangki
Lahan Cukup
13 Pembuatan Peta Kontur
Data elevasi lahan atau peta kontur diperoleh berdasarkan hasil surveying di lapangan yang kemudian diolah dengan software Surfer sedangkan layout lahan tangki septik dibuat dengan menggunakan beberapa software yaitu Google Earth,
Global Mapper dan ArcGIS. Diagram alir pembuatan peta kontur dan layout lahan tangki septik dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5 Diagram alir pembuatan peta kontur
Penyiapan alat ( auto level, tripod, kompas, GPS, target rod dan pita ukur)
Pengukuran atau pengambilan data (x,y,z)
mulai
Data elevasi (z) diperoleh dari data di auto level
Data koordinat x dan y diperoleh dari data di GPS
Peta kontur Pengolahan data menggunakan program
Surfer
selesai Membuat layout lahan
Overlay peta kontur dan layout
14
Desain Rancangan Tangki Septik Komunal
Setelah pembuatan peta kontur selesai dilakukan, tahap selanjutnya adalah proses perhitungan dan desain rancangan tangki septik komunal yang akan direncanakan berdasarkan data-data yang telah diketahui. Proses perhitungan dan desain rancangan tangki septik komunal dapat dilihat seperti Gambar 6.
Gambar 6 Diagram alir desain rancangan tangki septik komunal
Tidak
Ya 1) Menentukan waktu
pengurasan
2) Menentukan rata-rata lumpur terkumpul per
orang per tahun
3) Menentukan air limbah yang dihasilkan per orang
per hari
Desain struktur tangki septik komunal
selesai Pembuatan layout
Penetapan dimensi: 1. Dimensi tangki septik
2. Dimensi tangki pengendapan pertama 3. Dimensi bidang resapan tangki septik
Perhitungan:
1.kapasitas penampung lumpur 2. kapasitas penampung air 3. volume tangki septik
4. volume tangki pengendapan pertama Proyeksi jumlah penduduk
mulai
Penentuan asumsi untuk
Dimensi sesuai dengan luas
15
HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambaran Umum Lokasi Penelitian
Gambar 7 Kondisi sanitasi lingkungan di Kampung Cihiris, Desa Cisarua Kampung Cihiris merupakan salah satu kampung dari 29 kampung yang ada di Desa Cisarua, Kecamatan Nanggung. Desa Cisarua merupakan salah satu desa yang berada di wilayah kerja PT Antam Pongkor Persero Tbk dari 3 desa yang berada di wilayah PT Antam yaitu desa Melasari, Desa Nanggung dan Desa Cisarua. Gambar 7 menunjukkan buruknya sistem sanitasi yang ada di Kampung Cihiris. Kampung Cihiris memiliki total luas wilayah 6.97 ha yang terbagi dalam 3 RT. Jumlah penduduk di Kampung Cihiris saat ini sebanyak 1,539 jiwa dengan rincian jumlah penduduk pada masing-masing RT seperti pada Tabel 2.
Tabel 2 Data rincian jumlah penduduk setiap RT Kampung Cihiris
RT Jumlah Penduduk (jiwa)
1 500
2 517
3 522
Jumlah penduduk perempuan di Kampung Cihiris adalah sebanyak 746 jiwa lebih sedikit dibandingkan jumlah penduduk laki-laki yang berjumlah 793 jiwa. Kampung ini memiliki kepadatan yang tinggi yaitu 221 jiwa/ha. Kampung Cihiris termasuk dalam wilayah RW 01 dari 10 RW yang terdapat di Desa Cisarua. Sektor perekonomian di Kampung Cihiris ditopang oleh sektor pertanian dan perkebunan karena wilayah ini berada pada wilayah Gunung Halimun sehingga memiliki tanah yang subur. Selain kedua sektor tersebut, sektor lainnya yang juga menggerakkan perekonomian masyarakat Kampung Cihiris adalah sektor peternakan, perkebunan dan pertambangan.
16
Pada penelitian ini desain rancangan tangki septik komunal yang dibuat berdasarkan proyeksi penduduk untuk 10 tahun yang akan datang yaitu pada tahun 2026. Proyeksi penduduk Kampung Cihiris dilakukan dengan menggunakan metode matematika yaitu metode eksponensial. Sementara itu, data yang digunakan untuk proyeksi jumlah penduduk adalah data jumlah penduduk Kampung Cihiris selama 3 tahun berturut-turut yaitu tahun 2014, 2015 dan 2016 seperti pada Gambar 8.
Gambar 8 Data jumlah penduduk kampung Cihiris
Berdasarkan data hasil perhitungan proyeksi jumlah penduduk untuk 10 tahun yang akan datang di Kampung Cihiris dengan menggunakan Persamaan (2) diperoleh laju pertumbuhan jumlah penduduk di Kampung Cihiris dari tahun 2014 hingga tahun 2016 adalah 12.1 persen sementara hasil proyeksi jumlah penduduk Kampung Cihiris pada tahun 2026 adalah 5,165 jiwa. Artinya, bahwa dengan asumsi laju pertumbuhan jumlah penduduk di Kampung Cihiris adalah konstan yaitu 12.1 persen dengan jumlah penduduk saat ini 1,539 jiwa maka pada tahun 2026 nanti jumlah penduduk di Kampung Cihiris akan bertambah menjadi 5,165 jiwa. Perhitungan proyeksi jumlah penduduk Kampung Cihiris ditampilkan pada Lampiran 2.
Lahan Penempatan Tangki Septik Komunal
Berdasarkan data hasil pemetaan pada lahan tangki septik komunal yang direncanakan diperoleh peta kontur dalam bentuk 2 dimensi seperti pada Gambar 9 yang dibuat dengan menggunakan program Surfer 9. Tanda panah yang terdapat pada Gambar 9 menunjukkan arah aliran air (flow net) pada lahan yang dipengaruhi oleh elevasi lahan. Air akan mengalir dari elevasi tertinggi menuju elevasi yang lebih rendah. Ilustrasi bentuk lahan yang sebenarnya dapat dilihat pada peta kontur 3 dimensi seperti pada Gambar 10.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 2014 2015 2016 laki-laki perempuan
17
Gambar 9 Peta kontur 2 dimensi lahan tangki septik komunal
Gambar 10 menunjukkan ilustrasi topografi lahan tangki septik komunal. Skala warna pada gambar tersebut menunjukkan kontur pada lahan, warna biru muda menunjukkan lahan yang memiliki kontur yang tinggi sedangkan warna abu menunjukkan kontur lahan yang rendah.
Gambar 10 Peta kontur 3 dimensi lokasi lahan tangki septik komunal Penempatan lokasi tangki septik komunal disesuaikan berdasarkan kondisi lapang dan peta kontur Kampung Cihiris yang diperoleh dari hasil pemetaan seperti pada Gambar 11. Tangki septik komunal yang didesain untuk Kampung Cihiris ditempatkan pada lokasi seperti pada Gambar 11 yaitu pada elevasi 450 mdpl. Pada lokasi tersebut terdapat lahan kosong yang memungkinkan untuk dibangun tangki septik komunal karena luas lahan cukup luas dan topografinya masih memungkinkan untuk dilakukan cut-fill.
m
18
Gambar 11 Peta lokasi penempatan tangki septik komunal
Selain itu, lokasi ini merupakan lokasi yang paling efektif dan optimum untuk dibangun tangki septik komunal karena hanya terdapat 2 blok layanan yang memiliki elevasi lebih rendah dari elevasi lahan tangki septik komunal. Artinya, limbah dari semua blok layanan dapat dialirkan secara gravitasi kecuali 2 blok layanan lainnya yang memiliki elevasi lebih rendah dari lahan tangki septik komunal. Total jumlah blok yang dapat terlayani adalah sebanyak 30 blok layanan.
Desain Fungsional dan Struktural Tangki Septik Komunal
Tangki septik komunal dan bidang resapan yang didesain terdiri dari beberapa unit fungsional yaitu tangki pengendapan pertama, tangki septik 2,
baffel, manhole, pipa inspeksi dan pipa ventilasi. Tangki pengendapan pertama berfungsi untuk tahap awal pengendapan lumpur dan padatan serta tahap awal proses degradasi senyawa organik secara biologis. Sementara tangki septik 2 berfungsi sebagai unit pengolahan lanjutan terhadap senyawa-senyawa organik dengan menggunakan mikroorganisme. Baffel berfungsi sebagai sekat atau kompartemen di dalam tangki septik komunal. Fungsi sekat atau kompartemen ini adalah untuk menahan air limbah yang baru masuk dari pipa inlet baffel agar waktu detensi air limbah di dalam tangki septik lebih panjang sehingga pengolahan oleh mikroorganisme bisa berlangsung efektif.
Komponen lainnya yang terdapat pada tangki septik komunal adalah
manhole. Manhole adalah lubang inspeksi yang berfungsi sebagai jalan masuk dan keluar untuk kegiatan maintenance yaitu memeriksa, memperbaiki dan atau membersihkan tangki septik komunal. Selain manhole pada bagian atas tangki septik juga terdapat komponen lainnya yaitu pipa ventilasi dan pipa inspeksi. Pipa ventilasi merupakan komponen yang sangat penting dalam sistem pengolahan limbah dengan menggunakan tangki septik komunal karena pada pengolahan ini
19 akan dihasilkan gas metan sehingga apabila tidak terdapat pipa ventilasi akan memperbesar resiko terjadinya ledakan di dalam tangki septik komunal akibat terjadi penumpukan gas metan.
Pipa inspeksi berfungsi sebagai lubang inspeksi secara visual dari luar tangki. Selain berfungsi untuk lubang inspeksi, pipa inspeksi juga berfungsi sebagai lubang untuk melakukan penyedotan lumpur. Sementara itu, bidang resapan tangki septik komunal terdiri atas beberapa lapisan yaitu lapisan kerikil yang berfungsi sebagai media infiltrasi air limbah pada bagian dasar, dan pada bagian atas selanjutnya berturut-turut lapisan ijuk yang berfungsi agar tanah urug tidak turun dan masuk ke dalam lapisan kerikil, lapisan pasir yang berfungsi untuk menyaring air hujan yang ikut terinfiltrasi agar tidak ada material lainnya seperti tanah ikut terinfiltrasi dan dapat menyumbat lubang resapan dan urugan tanah yang berfungsi untuk mengurangi infiltrasi air hujan pada bagian paling atas. Air limbah dari pipa outlet tangki septik komunal selanjutnya akan dialirkan melalui pipa penghubung menuju boks bagi. Boks bagi adalah sebuah kotak yang berfungsi untuk membagi penyaluran air limbah dari tangki septik komunal ke 3 jalur bidang resapan yang dirancang.
Perhitungan Dimensi Tangki Septik Komunal
Berdasarkan hasil perhitungan dimensi tangki septik komunal di Kampung Cihiris menggunakan Persamaan (3) hingga Persamaan (11) diperoleh hasil seperti pada Tabel 3. Perhitungan dimensi tangki septik komunal dapat dilihat pada Lampiran 3. Oleh karena lahan kosong yang tersedia Kampung Cihiris sangat minim, maka waktu pengurasan lumpur yang digunakan sebagai kriteria desain di rancang setiap 2 tahun sekali.
Tabel 3 Data hasil perhitungan dimensi tangki septik komunal Kampung Cihiris
Kriteria Desain Nilai Satuan
jumlah penduduk (P) 5,165 orang
waktu pengurasan (N) 2.0 tahun
lumpur yang dihasilkan (S) 40.0 liter/orang/tahun
kebutuhan kapasitas penampung air (A) 413.2 m3
debit limbah kakus (Q) 10.0 liter/orang/hari
waktu detensi (Th) 1.1 hari
kebutuhan kapasitas penampung lumpur (B) 56.1 m3
volume tangki septik 469.3 m3
volume tangki pengendapan pertama 352.0 m3
perbandingan panjang terhadap lebar 1:2
freeboard 0.3 m
tinggi tangki septik 3.0 m
tinggi keseluruhan tangki 3.3 m
lebar tangki 2 9.0 m
panjang tangki 2 17.0 m
lebar tangki bak pengendapan pertama 7.5 m
20
Berdasarkan SNI 03-2398-2002, perbandingan panjang terhadap lebar tangki septik komunal adalah 1:2 atau 1:3 sedangkan pada kriteria desain tangki septik komunal Kampung Cihiris digunakan perbandingan 1:2. Selanjutnya, masih menurut sumber yang sama kriteria desain untuk tinggi tangki septik komunal adalah 1-5 m dengan tinggi jagaan 0.3 m. Pada penelitian ini, tinggi tangki septik yang digunakan adalah 3 m sehingga tinggi total tangki septik komunal adalah 3.3 m. Selain itu, volume tangki pengendapan pertama adalah ¾ dari volume tangki seluruhnya.
Tangki septik komunal terdiri dari 2 tangki yaitu tangki pengendapan pertama dan tangki septik 2 dengan menggunakan perbandingan lebar terhadap panjang 1:2 dan data volume masing-masing limbah yang akan ditampung sehingga diperoleh dimensi tangki septik 1 atau tangki pengendapan pertama dengan lebar sebesar 7.5 m dan panjang 15 m dan tangki septik 2 dengan lebar 9 m dan panjang 18 m. Pada rancangan tangki septik komunal dinding yang digunakan merupakan dinding batu bata dengan spesi 1:3 sedangkan pelat beton yang digunakan merupakan beton bertulang dengan tebal 8 cm pada pelat bagian atas dan 10 cm untuk pelat bagian bawah seperti pada Gambar 12.
Gambar 12 Detail beton bertulang tangki septik komunal
Selain itu, salah satu unit struktural lainnya adalah baffel. Berdasarkan SNI-03-2798-2002 baffel diletakkan pada jarak 2/3 dari panjang tangki seperti pada Gambar 13. Baffel untuk tangki pengendapan pertama diletakkan pada jarak 10 m dari pipa inlet sedangkan baffel pada tangki septik kedua diletakkan pada jarak 12 m dari pipa inlet.
21 Unit struktral lainnya yaitu manhole yang didesain dengan diameter 60 cm seperti ditampilkan pada Gambar 14. Diameter manhole sangat penting diperhatikan karena akan mempengaruhi ukuran badan pekerja yang bisa masuk ke dalam tangki septik komunal. Jumlah manhole yang di desain tidak hanya 1 untuk setiap tangki karena besarnya volume tangki septik komunal sehingga untuk tangki 1 dibuat 6 manhole sedangkan untuk tangki septik 2 dibuat 8 manhole.
Gambar 14 Manhole tangki septik komunal
Selain manhole pada bagian atas tangki septik juga terdapat komponen lainnya yaitu pipa ventilasi dan pipa inspeksi. Desain struktural pipa inspeksi dan pipa ventilasi terlihat seperti pada Gambar 15. Satuan yang digunakan pada Gambar 15 adalah cm.
Gambar 15 Pipa Ventilasi dan pipa inspeksi
Kedua pipa ini mempunyai diameter pipa yang sama yaitu 10 cm. Jumlah pipa ventilasi yang dirancang untuk tangki septik 1 dan tangki septik 2 masing-masing sebanyak 8 pipa. Pada tangki septik 1 jumlah pipa inspeksi yang dirancang sebanyak 6 pipa sedangkan pada tangki septik 2 tangki septik yang dirancang sebanyak 8 pipa.
Perhitungan Beban dan Kekuatan Struktur Tangki Septik Komunal
Dalam menentukan tebal pelat yang akan digunakan baik itu untuk struktur atas dan bawah tangki septik komunal dilakukan perhitungan struktur terlebih dahulu. Perhitungan yang dilakukan meliputi perhitungan beban yang bekerja atau besarnya nilai beban yang akan ditahan oleh pelat beton tersebut. Setelah ditentukan tebal pelat beton yang akan digunakan selanjutnya di lakukan kontrol terhadap momen dan lendutan untuk menentukan apakah tebal pelat yang digunakan mencukupi atau dapat menahan beban yang bekerja. Berdasarkan data
22
hasil perhitungan menggunakan Persamaan (12) hingga Persamaan (43) diperoleh hasil seperti pada Tabel 4.
Berdasarkan Tabel 4 dapat diketahui bahwa mutu beton yang digunakan adalah K250 dengan kuat tekan 21 Mpa sedangkan baja tulangan yang digunakan adalah BJTP24 yang memiliki tegangan leleh 24 Mpa. Perhitungan beban dan struktur pelat dibedakan atas struktur pelat bagian atas dan struktur pelat bagian bawah. Pada struktur pelat bagian atas untuk untuk tangki 1 dan tangki 2 hanya memikul beban sendiri sedangkan pada struktur pelat bagian bawah harus menahan gaya tekan dari beban air dan lumpur. Sementara itu, untuk struktur pelat bagian atas dilakukan pengecekan terhadap momen dan lendutan sedangkan pada struktur pelat bagian bawah hanya dilakukan pengecekan terhadap momen. Hal ini disebabkan karena struktur pelat bagian bawah ditopang langsung oleh tanah sehingga lendutan diabaikan. Tebal pelat beton yang direncanakan untuk bagian atas adalah 80 mm sedangkan tebal pelat beton yang direncanakan untuk bagian bawah adalah 100 mm.
Tabel 4 Data perhitungan beban dan struktur pelat tangki septik komunal
Parameter Nilai pelat atas tangki 1 pelat bawah tangki 1 pelat atas tangki 2 pelat bawah tangki 2 beban (kN/m2) 1.92 26 1.92 28.96
kuat tekan beton (Mpa) 21 21 21 21
tegangan leleh baja (Mpa) 240 240 240 240
panjang bentang x (m) 7.5 7.5 9 9
panjang bentang y (m) 15 15 18 18
tebal pelat beton (mm) 80 100 80 100
perbandingan panjang bentang
2 2 2 2
diameter tulangan (mm) 8 10 8 10
tebal selimut beton (mm) 20 20 20 20
faktor momen maksimum 6.36 6.36 6.36 6.36
faktor tahanan momen 0.51 3.9 0.74 5.56
lendutan izin maksimum (cm)
6.25 - 7.5 -
lendutan terjadi total (cm) 3.62 - 7.24 -
Berdasarkan hasil perhitungan tebal pelat yang direncanakan tersebut mampu menahan momen dan lendutan yang terjadi sehingga tebal pelat tersebut dapat digunakan. Pelat beton dikatakan dapat menahan momen apabila nilai faktor momen maksimum lebih besar dari nilai faktor tahanan momen sedangkan pelat beton dikatakan mampu menahan lendutan apabila nilai lendutan izin maksimum lebih besar dari nilai lendutan yang terjadi. Perhitungan lengkap beban dan struktur pelat beton dapat dilihat pada Lampiran 4.
Bidang Resapan Tangki Septik Komunal
Berdasarkan (Sumardji dan Hamdi 2013) terdapat beberapa kriteria desain dalam merancang bidang resapan diantaranya laju perkolasi pada lahan tersebut
23 ada di interval 0.5-24 menit/cm, ketinggian muka air tanah minimum 0.6 m di bawah dasar rencana saluran peresap atau (1-1.5) m di bawah muka tanah dan jarak horizontal dari sumber air (seperti sumur) tidak boleh kurang dari 10 m. Berdasarkan data peta jenis tanah di Kecamatan Nanggung (Lampiran 5) diketahui bahwa jenis tanah di Kampung Cihiris adalah Komplek Latosol Merah Kekuningan sehingga menurut (Committee On Tropical Soils Agriculture Board National Research Council 1972) tanah jenis ini mempunyai laju perkolasi 1.65 menit/cm.
Sementara itu, berdasarkan hasil analisis terhadap kedalaman sumur warga yang ada disekitar lahan tangki septik komunal yang mempunyai kedalaman 10 m maka dapat disimpulkan bahwa tinggi muka air tanah di daerah ini lebih dari 1.5 m dari permukaan tanah. Selanjutnya berdasarkan hasil survey lokasi, jarak sumur dari rumah warga yang terdekat yang ada disekitar lahan tangki septik komunal adalah 15 m. Berdasarkan hasil analisis terhadap kriteria desain bidang resapan diperoleh data dimensi tangki septik komunal seperti pada Tabel 5.
Tabel 5 Data dimensi bidang resapan tangki septik komunal Kampung Cihiris
Parameter Nilai Satuan
lebar dasar saluran 60 cm
lebar atas saluran 90 cm
diameter pipa peresap 10 cm
jarak bukaan perforasi 0.5 cm
diameter bukaan 1 cm
jarak antar bidang resapan 160 cm
lebar boks bagi 200 cm
tinggi boks bagi 200 cm
panjang boks bagi 200 cm
Data di atas diperoleh berdasarkan kriteria desain menurut (Sumardji dan Hamdi 2013). Lebar dasar saluran digunakan 60 cm karena laju perkolasi pada lahan tersebut 1.65 menit/cm. Jarak bukaan perforasi setiap 3-6 mm dan diameter bukaan 1 cm dengan jarak antar bidang resapan harus lebih dari 150 cm. Bidang resapan terdiri dari 4 lapisan dengan material yang berbeda yaitu lapisan batu pecah pada lapisan paling bawah dan kemudian berturut-turut lapisan ijuk, pasir dan urugan tanah. Tebal setiap lapisan bidang resapan ditampilkan pada Tabel 6 sedangkan detail setiap lapisan bidang resapan dan pipa peresap seperti pada Gambar 16.
Tabel 6 Data tebal setiap lapisan bidang resapan tangki septik komunal
Jenis Bahan Nilai Satuan
kerikil 40 cm
ijuk 5 cm
pasir 10 cm
24
Gambar 16 Detail lapisan bidang resapan dan pipa peresap
Berdasarkan data hasil perhitungan dimensi tangki septik komunal dan data analisis dimensi bidang resapan selanjutnya dibuat desain atau gambar rancangan tersebut dengan menggunakan program AutoCAD 2013 dan dibuat dalam bentuk
detail engineering design. Gambar DED tangki septik komunal dan bidang resapan secara keseluruhan dapat dilihat pada Lampiran 7 hingga Lampiran 39.
Tanaman Pereduksi Bau dan Gas Metan (CH4)
Pada proses pengolahan air limbah di tangki septik komunal akan dihasilkan berbagai senyawa kimia yang dapat menyebabkan bau tak sedap serta gas metan yang akan keluar melalui pipa ventilasi. Senyawa-senyawa kimia ini tentu akan menganggu kenyamanan terutama untuk masyarakat yang berada disekitar lahan tangki septik komunal. Selain itu, gas metan (CH4) merupakan salah satu polutan gas rumah kaca yang menyebabkan terjadinya global warming. Oleh sebab itu, perlu dilakukan tindakan untuk meminimalisir dampak yang ditimbulkan akibat adanya bau yang tidak sedap yang berasal dari proses dekomposisi limbah tinja dan emisi gas metan yang dihasilkan untuk menjaga kenyamanan masayarakat yang tinggal disekitar wilayah tangki septik komunal dan untuk meminimalisir emisi CH4 ke atmosfer.
Tindakan yang dapat dilakukan adalah dengan memanfaatkan tanaman pereduksi bau dan gas metan. Pada penelitian ini tanaman yang digunakan adalah pohon Tanjung yang berfungsi untuk mereduksi bau dan tanaman Sansivieria sp
yang berfungsi untuk menyerap gas metan (CH4). Pohon Tanjung ditanam di sepanjang pagar pembatas lahan tangki septik komunal dan bidang resapan. Tanaman Tanjung (Mimusops elengi L.) merupakan salah satu jenis tanaman pohon yang menghasilkan bau harum yang dapat menetralisir bau busuk (Sarlina 2009). Gambaran bentuk pohon Tanjung dan bunganya seperti pada Gambar 17 dan Gambar 18. Tanaman Tanjung (Mimusops eiengi) berukuran sedang dan dapat juga kecil. Dapat tumbuh pada tanah berpasir, di dataran rendah yang terbuka. tumbuh baik pada ketinggian kurang dari 800 meter di atas permukaan laut (Suryowinoto 1997). Tanaman dapat menyerap bau secara langsung atau tanaman akan menahan gerakan angin yang bergerak dari sumber bau.
25
Gambar 18 Pohon Tanjung
(Mimusops elengi)
Akan lebih baik lagi hasilnya, jika tanaman yang ditanam dapat mengeluarkan bau harum yang dapat menetralisir bau busuk dan menggantinya dengan bau harum. Tanaman yang dapat menghasilkan bau harum antara lain cempaka (Michelia champaka) dan tanjung (Mimosops elengi) (Dahlan 1992). Sementara itu, tanaman yang digunakan untuk menyerap gas metan yang dihasilkan pada proses pengolahan limbah tinja pada tangki septik komunal adalah Sansivieria sp. Tanaman ini ditanam di atas bidang resapan dan disekitar tangki septik komunal. Bentuk fisik tanaman ini dapat dilihat pada Gambar 19. Tanaman Sansivieria merupakan jenis tanaman hias yang memiliki kemampuan untuk menyerap polusi. Mekanisme Sansivieria dalam menyerap polutan adalah saat tanaman bernafas akan menyerap polutan seperti CH4 dan gas beracun lainnya.
Gambar 19 Tanaman Sansivieria sp
Sansivieria menggunakan stomata sebagai vacum cleanernya untuk menyedot polutan atau gas beracun dan akan memasuki sistem metabolisme dalam tubuh tanaman. Polutan yang telah diserap kemudian dikirim ke akar, pada bagian akar, mikroba melakukan proses detoksifikasi. Melalui proses ini, mikroba akan menghasilkan suatu zat yang diperlukan oleh tanaman. Dalam proses pernafasan tersebut dihasilkan gas yang bermanfaat bagi manusia yaitu berupa oksigen. Proses ini berlangsung terus menerus selama tanaman masih hidup (Pusporini 2009).
Gambar 17 Bunga Tanjung (Mimusops elengi)
26
Rancangan Anggaran Biaya Tangki Septik Komunal dan Bidang Resapan
Berdasarkan gambar detail engineering design yang telah dibuat dan data volume cut fill dapat ditentukan Rancangan Anggaran Biaya apabila rancangan tangki septik komunal dan bidang resapan di Kampung Cihiris akan direalisasikan. Rancangan anggaran biaya tangki septik komunal dan bidang resapan dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7 Rancangan Anggaran Biaya tangki septik komunal dan bidang resapan
No Uraian Satuan Volume Harga
Satuan (Rp)
Jumlah (Rp)
Pekerjaan Persiapan A-04 1 m2 Pengukuran dan Pasang
Bouwplank m2 274.50
69,957
19,203,197 A-08 1 m2 Membersihkan Lapangan
& Perataan m2 584.7 11,535 6,744,515 Pekerjaan Tanah
B-02 Menggali 1 m3 tanah biasa
sedalam 2 meter m3 549.00
103.815
56,994,435 B-09 Mengurug kembali 1 m3 galian m3
161.67
18,648
3,014,899 B-11 Mengurug 1 m3 pasir urug
m3 5.10
245,470
1,251,897 B-14 Memasang 1 m2 Lapisan Ijuk
tebal 10 cm, untuk bidang resapan m3 2.43 99,705 242,283 B-16 1 m3 Pasangan Batu m3 16.59 402,900 6,684,111 Pekerjaan Beton D- 31
Membuat 1 m3 balok beton bertulang (200 kg besi + bekisting) m3 9.62 7,231,939 69,600,181 D- 32
Membuat 1 m3 Plat beton bertulang (150 kg besi + bekisting) m3 49.41 6,435,443 317,975,239 Pekerjaan Dinding E-01 Memasang 1 m2 Bata Merah
tebal 1 Bata, 1pc : 3ps m2 447.3 386,022 172,667,641 Pekerjaan Plesteran F-02 Membuat 1 m2 Plesteran 1 PC : 2 PS, tebal 15 mm m2 1192.83 77,464 92,400,916 Pekerjaan Sanitasi
M-08 Memasang 1 m pipa penyalur
air limbah jenis pipa tanah m 76.75
53,642
4,117,013 M-16 1 M' Pipa PVC θ 4" (AW) m 18.55 679,368 12,602,268
Pekerjaan Penanaman Pohon O-03 1 Lubang (40 x 40 x 40) cm,
tanam pohon perdu pohon 31
34,798
1,078,751
27 Rancangan Anggaran Biaya (RAB) dibuat dengan menggunakan data harga satuan pekerjaan Kabupaten Bogor 2016 dan disesuaikan dengan pekerjaan yang akan dilakukan pada proyek pembangunan tangki septik komunal dan bidang resapan di Kampung Cihiris. Sementara itu, jenis pekerjaan yang menyedot dana paling banyak yaitu pekerjaan beton yang menghabiskan dana mencapai Rp 387,575,420 atau 50 persen dari total dana yang harus dikeluarkan. Jenis pekerjaan pada pekerjaan beton ini meliputi pemasangan kolom, balok dan plat beton bertulang. Pekerjaan sanitasi meliputi pemasangan pipa sedangkan pekerjaan penanaman pohon merupakan pekerjaan finishing. Detail rincian biaya dan pekerjaan dapat dilihat pada Lampiran 6.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa tangki septik komunal untuk Kampung Cihiris ditempatkan pada elevasi 450 mdpl. Total blok yang dapat terlayani adalah sebanyak 30 blok layanan. Tangki septik komunal terdiri atas beberapa unit fungsional yaitu tangki pengendapan pertama, tangki septik 2, baffel, manhole, pipa inspeksi dan pipa ventilasi. Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh dimensi septik komunal yaitu lebar 7.5 m, panjang 15 m dan tinggi 3.3 m untuk tangki pengendapan pertama dan lebar 9 m, panjang 18 m dan tinggi 3.3 m untuk tangki septik 2. Bidang resapan terdiri dari beberapa lapisan yaitu lapisan kerikil pada bagian bawah dengan tebal 40 cm, lapisan ijuk dengan tebal 5 cm, lapisan pasir dengan tebal 10 cm dan yang terakhir adalah urugan tanah setebal 30 cm.
Saran
Terdapat beberapa tindakan lanjutan yang perlu dilakukan dalam menyempurnakan penelitian ini yaitu diperlukan uji kekuatan tanah pada lahan tangki septik komunal dan bidang resapan yang direncanakan di Kampung Cihiris untuk memastikan pada kedalaman berapa tanah masih bisa digali. Selain itu juga perlu dilakukan uji geolistrik atau uji geoscanner untuk mengetahui ketinggian muka air tanah untuk memastikan bahwa air hasil pengolahan yang diinfiltrasikan ke dalam tanah tidak akan mencemari air tanah. Selanjutnya diperlukan uji infiltrasi dan uji perkolasi tanah di wilayah lahan tangki septik komunal agar dapat diketahui kemampuan tanah dalam menginfiltrasikan air limbah.
28
DAFTAR PUSTAKA
Adisasmito W.2007.Faktor Resiko Diare Pada Bayi dan Balita di Indonesia: Systematic Review Penelitian Akademik Bidang Kesehatan Masyarakat.
JurnalMakara Kesehatan.Vol 11(1):1-10.
Barclay GW.1970.Techniques of Population Analysis.New York(US): John Wiley &Son.
[BSN].Badan Standardisasi Nasional.2004. Tata Cara Perencanaan Lingkungan Perumahan di Perkotaan.SNI 03-1733-2004.Jakarta(ID):Departemen Pekerjaan Umum.
[BSN].Badan Standardisasi Nasional.2002. Tata Cara Perencanaan Tangki Septik dengan Sistem Resapan. SNI 03-2398-2002.Jakarta(ID):Departemen Pekerjaan Umum.
[CTSABNRC].Committee On Tropical Soils Agricultural Board National Research Council.1972. Soils Of The Humid Tropics.Washington DC(US):National Academy Of Sciences.
Dahlan EN.2007. Membangun Hutan Kota di Indonesia. Jurnal Media Konservasi.Vol IV (1): 35-37.
Flint KP.1992.Microbial Ecology of Domestic Waste.Oxford (UK): Blackwell Scientific Publication
Isserman A.2007.Accuracy Of Populations For Sub-county Areas.Journal Of American Institute Of Planners.Vol 43(1): 59.247
Kandun IN.2006.Manual Pemberantasan Penyakit Menular. Jurnal Info Medika. Vol 65:55-645.
Kruijff GJW.1987.Rencana Sistem Tangki Septik.Jakarta(ID):Cipta Karya Direktorat Penyehatan Lingkungan Permukiman.
Ma’rufi I, Keman S, Notobroto HB.2006.Faktor Sanitasi Lingkungan Yang Berperan Terhadap Prevalensi Penyakit Scabies. JurnalKesehatan Lingkungan. Vol 2(1):11-18.
Nasrullah.2007.Studi Kelayakan Instalasi Pengolahan Lumpur Tinja Kota Salatiga.Jurnal Presipitasi.Vol 3(2): 1-11.
Notoatmojo.2007.Promosi Kesehatan dan Ilmu Prilaku.Jakarta(ID):Rineka Cipta. Pusporini LS.2009.Efektifitas Paket Kasih Ibu Terhadap Tingkat Pengetahuan dan
Kecemasan Ibu [Skripsi].Jakarta(ID):Universitas Indonesia.
Salma G.2001.Infection In Children Under 5 Years Old And Latrine Cleanliness.International Journal of Environmental Health Research.Vol 11:41-337.
Sapei A, Purwanto MYJ, Sutoyo, Kurniawan A.2011.Desain Instalasi Pengolah Limbah WC Komunal Masyarakat Pinggir Sungai Desa Lingkar Kampus.
JurnalIlmu Pertanian Indonesia.Vol 16(2):91-99.
Sarlina. 2006. Studi morfologi buah, biji dan perkecambahan Tanjung (Mimusops elengi L) dan Sumbangannya Pada Pelajaran Biologi di Sekolah menengah Umum.[Skripsi].Palembang(ID):Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sriwijaya Palembang.
29 Soedjadi K, Hari B.2005.Faktor Sanitasi Lingkungan Yang Berperan Terhadap Prevalensi Penyakit Skabies (Studi Pada Santri di Pondok Pesantren Lamongan).Jurnal Kesehatan Lingkungan.Vol 2(1):11-18.
Sugiharto.1987.Dasar-Dasar Pengolahan Air Limbah. Jakarta (ID):Universitas Indonesia.
Sumardji, Hamdi.2013.Tangki Septik dan Peresapannya Sebagai Sistem Pembuangan Air Kotor di Permukiman Rumah Tinggal Keluarga. Jurnal Teknik Sipil.Vol 9(2):134-142.
Suryowinoto SM.1997. Flora Eksotika Tanaman Peneduh.Yogyakarta:Kanisius. Starkman ES.1969.Combustion-Generated Air Polution. New York(US):Plenum
Press.
Ticoalu PE, Pangouw JD, Dapas SP.2015.Studi Komparasi Perhitungan Struktur Bangunan dengan Menggunakan SNI 03-2847-2013 dan British Standard 8110-1-1997. Jurnal Sipil Statik.Vol 3(10):718-727.
Wardiha MW, Prihandono A.2015.Efektifitas Biofilter dengan Media Kontak Batu Vulkanik untuk Mengolah Efluen Air Limbah Domestik Pada Tangki Septik. Jurnal Bumi Lestari.Vol 15(2): 125-135.
Zuliyanto A.2011.Strategi Pengolahan Air Limbah Domestik Di Kecamatan Lamongan Kabupaten Lamongan.Jurnal Teknika.Vol 2(2):17-24
31
