Contoh .Pembuatan Dokumen BED P

(1)

TUGAS BASIC ENGINEERING DESIGN PACKAGE

“PRA RANCANGAN MEMBRAN REVERSE OSMOSIS UNTUK MENGOLAH AIR

GAMBUT MENJADI AIR BERSIH DI KEC.BARAMBAI KAB.BARITO KUALA,

KALIMANTAN SELATAN”

DISUSUN OLEH

NAMA

: DEDY DARMAWAN

NIM

: 10313843

KONSENTRASI

: TEKNIK LINGKUNGAN

SEKOLAH TINGGI TEKNIK LINGKUNGAN

YAYASAN LINGKUNGAN HIDUP

(2)

HALAMAN PENGESAHAN

Dengan telah tersusunnya dokumen Basic Engineering Design Package : PRA

RANCANGAN MEMBRAN REVERSE OSMOSIS UNTUK MENGOLAH AIR

GAMBUT MENJADI AIR BERSIH DI KEC.BARAMBAI KAB.BARITO KUALA,

KALIMANTAN SELATAN , dengan Kapasitas Produksi :1095 m

3

_{/tahun,maka dengan}

ini dinyatakan bahwa dokumen ini harus dijadikan pedoman dalam pengolahan Air

Gambut Menjadi Air Bersih sebagai kerangka realisasi nota kesepahaman MOU antara

STTL dengan PT.TRICELL.Corp Dokumen ini berlaku sejak disahkan oleh Kepala

PusLitBank STTL

Yogyakarta ,28 juni 2013

(3)

DAFTAR ISI

Halaman Judul

………

…. 1

Halaman Pengesahan

………. 2

Daftar Isi

………

………. 3

Daftar Gambar

………

….. 5

Daftar Tabel

………

………. 6

Daftar Grafi

………

…….. 6

Ringiasan Eiseiutif

……… 7

BAB I

PENDAHULUAN

Latar Belakang

………

(4)

Rumusan Masalah

……….. 10

Tujuan Pembuatan Desain

………. 10

BAB II

METODE PRA-RANCANGAN

2.1 Objek Pra-Rancangan

………. 11

2.2 Teknik Pengumpulan Data

……… 11

2.3 Langkah Kerja Pra-Rancangan

………... 11

2.3.1.Karakteristik Air Baku

……….. 11

2.3.2.Data Jumlah penduduk yang akan dilayani dan Kebutuhan air penduduk

……… 11

2.3.3. Pemilihan Teknologi Pengolahan

……….. 12

2.3.4. Alasan Pemilihan Teknologi Pengolahan

……… 12

2.3.5. Diagram Alir Pengolahan dan Deskripsi Proses

………. 13

2.3.6. Effisiensi alat

……….. 14

2.3.7. Spesifikasi alat

……… 14

2.3.8. Rencana perhitungan desain

(5)

BAB III

DESAIN PRA - RANCANGAN

3.1. Neraca Massa

………

………. 17

3.2. Neraca massa seluruh sistem

………. 17

3.3. Neraca Massa Komponen

……….

. 18

3.3.1 Neraca Massa Bak Penampung

……….. 18

3.3.2. Neraca Massa Sediment filter

……… 18

3.3.3. Neraca massa Membran RO

……… 19

3.3.4. Neraca Massa Reservoir

……….. 21

3.4. Diagram alir kuantitatif dan kualitatif

………. 21

3.5. Process Engineering Flow Diagram (PEFD)

……… 24

3.6. Neraca Massa Total

(6)

3.7. Perhitungan alat

………. 26

3.7.1 Bak penampung

……… 26

3.7.2 Sediment Filter

……….. 26

3.7.3 Membran Reverse Osmosis

……… 27

3.8. Reservoir

………

….. 28

3.9. Utilitas

………

………. 29

3.9.1. Perhitungan pompa

……… 29

3.9.2 Komponen penunjang

………. 33

3.10. Rencana anggaran biaya

……….. 34

3.11. Analisa Ekonomi

……… 35

(7)

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1. Kesimpulan

………

. 43

4.2. Saran

………

…………. 43

Lampiran 1 : Gambar Tampak Samping(Diagram Alir)

……… 44

Lampiran 2 : Gambar Tampak Atas (Diagram Alir)

………. 45

Lampiran 3 : Gambar Bak Tampung

……… 46

Lampiran 4 : Gambar Sediment Filter Tampak Atas

……… 47

Lampiran 5 : Gambar sediment Filter Pot A-A

……… 48

Lampiran 6 : Gambar Housing Sediment Filter

……….. 49

Lampiran 7 : Gambar Membran Filter 0,0001 um

………. 50

Lampiran 8 : Gambar Housing Membran

……….. 51

Lampiran 9 : Gambar Reservoir

……… 52

Lampiran 10 : Permenkes No.416 Tahun 1990

(8)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 : Diagram Alir Pengolahan

……….. 13

Gambar 2 : Neraca Massa Bak Penampung

……… 18

Gambar 3 : Diagram Alir Kuantitatif Sediment Filter

……… 19

Gambar 4 : Diagram alir kuantitatif Membran RO

……….. 20

Gambar 5 : Neraca Massa Reservoir

……… 21

Gambar 6 : Diagram alir kuantitatif

……… 21

Gambar 7 : Diagram alir kualitatif

……… 22

(9)

………

.. 24

Gambar 9 : Neraca Massa Total

……….. 25

Gambar 10 : Grafik Analisa Investasi

……….. 42

DAFTAR TABEL

Tabel i : Analisa Kelayakan

……….. 8

Tabel ii : Karakteristik Air Baku

(10)

Tabel iii : Analisa Kelayakan

……….. 43

Tabel 1 : Neraca massa sediment filter

……….. 19

Tabel 2 : Neraca Massa Membran RO

……… 20

Tabel 3 : Keterangan gambar diagram alir kuantitatif

………. 22

Tabel 4 : Keterangan gambar diagram alir kualitatif

………. 23

Tabel 5 Keterangan gambar PEFD

………. 24

Tabel 6 Keterangan arus PEFD

……….. 25

Tabel 7 : Hasil Perhitungan Alat

……… 32

Tabel 8 : Rencana Anggaran Biaya

……… 34

Tabel 9 : Fixed Capital Investment

……….. 35

Tabel 10 : Manufacturing Cost

……….. 36

Tabel 11 : Working Capital

……… 36

Tabel 12 : General Expanse

………. 37

Tabel 13 : Total Capital Investment

……… 37

Tabel 14 : Production C

ost

………..

37

Tabel 15 : Analisa Keuntungan

(11)

Tabel 16 : Fixed Cost (Fa)

……….. 37

Tabel 17 : Regulated Cost (Ra)

……….. 38

Tabel 18 : Variable Cost (Va)

……… 38

Tabel 19 : Annual Cash Flow (CF)

……… 38

Tabel 20 : Rekap Analisa

………... 39 Tabel 21 : Discounted Cash Flow (DFC)

………. 41

Tabel 22 : Standar Kelayakan Suatu Investasi

……….. 41

Tabel 23 : Perhitungan grafik analisa investasi

……….. 42

PRA RANCANGAN MEMBRAN REVERSE OSMOSIS UNTUK MENGOLAH AIR GAMBUT MENJADI AIR BERSIH DI KEC.BARAMBAI KAB.BARITO

KUALA,KALIMANTAN SELATAN

Kapasitas Produisi :1095 m3_/tahun

Ringiasan Eiseiutif

(12)

Membran Reverse Osmosis dirancang komunal untuk melayani 10 kk ( 1 kk = 5 orang ) dengan effisiensi removal membran 80% untuk Fe ,85% untuk removal Mn dan 80% untuk removal kekeruhan.

Hasil pra-rancangan diperoleh debit keluaran (outlet ) 2,97 m3_{/hari dengan}

dimeni tiap unitnya sebagai berikut :

1. Bak penampung : Volume = 500 liter ,Tinggi =100 cm, Silinder

2. Sediment Filter : Volume = 0,85 liter ,Tinggi =30 cm, Diameter = 6 cm 3. Membran RO : Volume = 1,96 x 10-4_{liter ,Tinggi =25 cm, Cartridge}

4. Reservoir : Volume = 260 liter ,Tinggi =92 cm, Silinder

Hasil kualitas air olahan dengan teknologi membrane reverse osmosis adalah Fe keluar = 0,000045 Kg/jam , Mn keluar = 0,0000536 Kg/jam dan kekeruhan 0,22 NTU.Jika dibandingkan dengan standart kualitas air bersih PERMENKES No.416/MENKES /PER/IX/1990,efuent sudah memenuhi standart air bersih.

1.Nama Perusahaan :

PT.TRICELL.Corp

2.Alamat Kantor :

Jl.Umbrella No.1 Kec.Marabahan Kab.Barito Kuala, Kalimantan Selatan.

3.Nama Proyei :

Pembuatan Membran Reverse Osmosis untuk mengolah air gambut menjadi air bersih

4.Alamat Pabrii :

Jl.Nemesis No.99 Kec.Barambai Kab. Barito Kuala,Kalimantan Selatan.

5.Total Investasi :

Rp.10,120,963

6.Analisa Kelayaian :

Tabel i : Analisa Kelayakan

N

o Kriteria Nilai Standar kelayakan Keterangan

1 ROI before taxes = 54.45% Minimum 11% (aries & newton,1954) investasi layak

2

ROI after taxes

(13)

3 POT before taxes = 1.55 Maksimal 5 tahun (aries &newton, 1954) investasi layak

4 POT after taxes = 1.69

5 BEP = 35.76% (40% - 60%) investasi tidaklayak

7.Manfaat pereionomian :

-. Menyerap tenaga kerja

-. Memperbaiki tingkat kesehatan masyarakat

-. Memudahkan masyarakat dalam memperoleh air bersih,sehingga mengurangi biaya transportasi.

-.Meningkatkan kesejahteraan masyarakat.

-.Mencegah penyakit yang ditimbulkan dari pengggunaan air dengan kualitas dibawah baku mutu.

-.Resiko investasi rendah sehingga mengundang banyak investor untuk berinvestasi.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belaiang

(14)

masyarakat. Hampir tidak ada perbedaan di dunia, dalam hal kondisi sanitasi suatu lingkungan hidup manusia selalu dikaitkan dengan tersedianya air. Semakin banyak air yang tersedia dengan kualitas yang baik, akan lebih cepat dan lebih meningkat kemajuan kesehatan masyarakat.

Gangguan atau kerugian dapat ditimbulkan jika air mengandung unsur-unsur dalam jumlah yang berlebihan, air mengandung unsur-unsur tertentu dalam jumlah yang kurang dari yang ditetapkan dalam standar kualitas dan air yang mengandung beberapa unsur tertentu yang seharusnya tidak boleh terdapat dalam air. Parameter-parameter di dalam air seperti parameter fisika, kimia dan biologi harus sesuai dengan yang tercantum dalam standar kualitas, agar tidak terjadi gangguan kesehatan atau gangguan teknis dan estetis.

Di Kalimantan Selatan potensi air baku melimpah, tetapi sebagian besar memiliki kualitas yang kurang baik terutama di daerah tanah gambut yaitu di daerah Barambai Kabupaten Barito Kuala. Masyarakat menggunakan air gambut sebagai kebutuhan sehari-hari seperti mandi dan mencuci yang berasal dari sungai yang mengalir di sepanjang desa karena jaringan pipa distribusi PDAM belum masuk di desa ini. Berdasarkan hasil pemeriksaan laboratorium, karakteristik air gambut di Barambai Kalimantan Selatan sebagai berikut: Kekeruhan 37,3 NTU, Zat organik (KmnO4) 6,3 mg/l, besi (Fe) 1,0470 mg/l, mangan (Mn) 0,7402, pH 5.338 dan air baku tidak berasa. Data tersebut menunjukkan bahwa parameter yang tidak memenuhi standart baku mutu air bersih menurut PERMENKES No.416/MENKES/PER/IX/1990 (terlampir) adalah kekeruhan, besi (Fe), mangan (Mn) dan pH .

Masyarakat sulit untuk memperoleh air bersih yang digunakan untuk keperluan sehari-hari terutama untuk keperluan air bersih, minum dan memasak. Masyarakat setempat harus menggunakan air sungai yang masih keruh. Pengolahan sederhana yang dapat dilakukan hanya sebatas pengolahan sederhana yaitu dengan pengendapan di dalam bak penampung selama 6 -12 jam.Oleh karena itu diperlukan adanya teknologi pengolahan yang mampu mengolah air baku tesebut menjadi air bersih untuk masyarakat.

(15)

Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan,maka pemasalahannya dapat dirumuskan sebagai berikut :

1.Teknologi pengolahan apa yang tepat untuk digunakan dan bagaimana desain teknis pra-rancangan yang digunakan dalam mengolah air baku tersebut menjadi air bersih?

2.Bagaimana analisis kelayakan ekonomi teknologi pengolahan yang akan direncanakan?

1.3. Tujuan Pembuatan Desain

1.Mengetahui teknologi pengolahan yang tepat dan mendapatkan rancangan pengolahan untuk pengolahan air sungai di daerah lahan gambut Barambai Kalimantan Selatan

(16)

BAB II

METODE PRA-RANCANGAN

2.1 Objei Pra-Rancangan

Objek pra-rancangan ini dikhususkan membahas rancangan membran RO untuk mengolah air gambut dari lahan gambut Barambai kabupaten Batola Kalimantan Selatan.

2.2 Teinii Pengumpulan Data

Pengumpulan data berasal dari data sekunder yaitu data yang diperoleh dari hasil penelitian terdahulu atau data yang diperoleh dari browsing di internet. Dalam hal ini yaitu jumlah penduduk yang akan dilayani, kriteria desain alat, hasil pemeriksaan kualitas efuent,dll

2.3 Langiah Kerja Pra-Rancangan

2.3.1.Karaiteristii Air Baiu

Berdasarkan pemeriksaan di laboratorium,karakteristik air baku yang akan diolah yaitu :

Tabel ii : Karakteristik Air Baku

Paramete

Rasa _berasaTidak Tidak berasa

-Kekeruhan 37,3 5 NTU

pH 5,338 6,5 – 8,5

-Fe 1,0470 0,3 Mg/l

Mn 0,7402 0,1 Mg/l

Zat Organik (KMnO4)

6,3 10 Mg/l

2.3.2.Data Jumlah pendudui yang aian dilayani dan Kebutuhan air pendudui

Berdasarkan data yang diperoleh dari data sekunder,maka ditetapkan bahwa :

(17)

b. 1 kk terdiri dari 5 org

c. Kebutuhan air perorang perhari = 60 lt/org/hari untuk pedesaan

(Sub.Dlt. Air bersih Direktorat Bina Teknik.Direktorat Jendral Cipta Karya Departemen Pekerjaan Umum)

Q = ∑ KK yang dilayani x 5 org/KK x Kebutuhan air perorang perhari 2.3.3. Pemilihan Teinologi Pengolahan

Teknologi pengolahan yang akan digunakan untuk menurunkan kadar Fe,Mn,dan Kekeruhan adalah teknologi pengolahan dengan membran reverse-osmosis.

2.3.4. Alasan Pemilihan Teinologi Pengolahan

Teknologi pengolahan yang dipilih adalah pengolahan dengan membrane reverse-osmosis (RO),hal ini dikarenakan pengolahan dengan menggunakan membran RO mempunyai kelebihan dan kekurangan antara lain :

Kelebihan penggunaan teknologi pengolahan dengan membran R.O antara lain:

1. Efektif dalam pemisahan baik padatan tersuspansi maupun emulsi.

2. Mampu menahan partikel koloid.

3. Mampu menahan mikroorganisme.

4. Dapat menahan bahan-bahan yang ukurannya lebih kecil dari rata-rata ukuran pori karena penahan adsorptif.

5. Unit operasi yang simpel dan tidak membutuhkan area yang luas.

6. Investasi yang tidak mahal.

7. Biaya operasional yang cukup murah.

8. Pengoperasian yang mudah.

9. Kualitas hasil olahan sebagai air bersih cukup memuaskan.

Kekurangan penggunaan teknologi pengolahan dengan membran R.O antara lain:

1.Proses produksi lambat sehingga air bersih yang dihasilkan dalam sehari tidak terlalu banyak.

(18)

4

5 3

6

7

1

2

3.Perawatannya cukup sulit.

2.3.5.Diagram Alir Pengolahan dan Desiripsi Proses

a.Diagram Alir Pengolahan

Gambar 1 : Diagram Alir Pengolahan

Keterangan :

1. Sumber air 2. Pompa

3. Bak penampung 4. Sediment filter

5. Pompa (booster pump) 6. Membran RO

7. Reservoir

b.Desiripsi Proses

(19)

Air sungai dipompa menuju bak penampung dengan kecepatan 2,5 liter per menit dan dialirkan secara gravitasi menuju sediment filter sebagai pretreatment untuk proses penyaringan, kemudian diteruskan ke Membran Reverse Osmosis (RO) sebagai treatment. Dalam membran ini bahan-bahan polutan akan mengalami tekanan dan tersaring oleh struktur pori dan dikeluarkan melalui saluran pembuangan, sedangkan air akan diteruskan ke luar. Air hasil olahan tersebut akan ditampung pada tangki penyimpan air (reservoir) sebelum didistribusikan.

2.3.6. Effisiensi alat

a. Sediment filter

- Effisiensi terhadap penurunan Fe = 68 % - Effisiensi terhadap penurunan Mn = 60 %

- Effisiensi terhadap penurunan kekeruhan = 70 % (Sumber : http://www.geotek.lipi.go.id/?p=262) b. Membran RO

- Effisiensi terhadap penurunan Fe = 80 % - Effisiensi terhadap penurunan Mn = 85 %

- Effisiensi terhadap penurunan kekeruhan = 80 % - Asumsi H2O tertahan = 0,5 %

(Sumber : Hartomo,1992)

2.3.7. Spesifiasi alat

a. Bak penampung

- Fungsi : untuk menampung air dari sungai dan menjaga kontinuitas debit yang akan diolah

- Untuk mengurangi biaya dan waktu pekerjaan serta demi menjaga keindahan, maka bak penampung yang akan digunakan dalam pra-rancangan ini adalah bak penampung yang terbuat dari fiber yang telah ada di pasaran.

b. Sediment filter

Sediment filter menggunakan bahan:

- Fungsi: untuk menyaring air sungai dari partikel-partikel seperti pasir dan endapan lainnya secara fisika.

(20)

- Diameter = 6 cm - Tinggi housing : 30 cm - Diameter housing : 8 cm

c. Membran RO

Membran filter menggunakan bahan: Housing:

- Diameter 5,6 cm - Tinggi 50 cm - Bahan : fiber

Pipa aliran masuk dan pipa aliran keluar: - PVC ¾ inch

Media yang digunakan:

- Kertas saring membran filter ges dengan pori 0,0001 µmm - Bahan : polypropylene fiber

- Removal rating : 0,0001 mikron

- Toleransi Fe, Mn & kekeruhan : 0,01 ppm - Panjang : 25 cm

- Diameter : 4,5 cm - Ketebalan lapisan: 2 cm

- Tekanan operasi maksimal : 125 psi - Suhu maksimal : 100 ºF

(Bentuk, Desain dan Karakteristik terlampir) d. Booster pump

- Berfungsi untuk menarik air dari sediment filter dan menghasilkan tekanan air pada membran filter 125 psi.

- Model no : HF-8367 - Voltage = 24 VDC

- Maximum outlet pressure = 125 psi

- Mesin tidak mudah terbakar jika terkena cairan

(21)

e. Reservoir

- Bak reservoir digunakan untuk menampung air yang sudah terolah dan kemudian akan didistribusikan, kapasitas bak disesuaikan dengan ketersediaan pasar.

2.3.8. Rencana perhitungan desain

a. Bak penampung

Untuk menghitung volume digunakan rumus sebagai berikut:

Luas = ¼.π. D2

Volume = Q x td

Tinggi =

V

µ . r

2

b. Sediment filter

Untuk menghitung volume digunakan rumus sebagai berikut:

Volume = π. r2_{. H}

c. Membran RO

Untuk menghitung volume membran dan volume housing digunakan rumus sebagai berikut:

Volume membran = π. r2_{. h}

Luas membran = ¼.π. D2

Volume housing = π. r2_{. H}

Penyerapan waktu efektif =

Volume

_Debit

d. Reservoir

Reservoir dihitung dengan menggunakan rumus:

Volume = 20% x Qd x td

Tinggi =

V

µ . r

2

e. Perhitungan Pompa

Pompa dihitung dengan rumus :

Daya pompa =

(

0,163

. Q .Total head .

(

1 +

A

)

(22)

BAB III

DESAIN PRA - RANCANGAN

3.1. Neraca Massa

Ditetapkan:

a. Jumlah penduduk yang dilayani yaitu 10 kk b. 1 kk terdiri dari 5 org

c. Kebutuhan air perorang perhari = 60 lt/org/hari

Jadi, Kebutuhan air masyarakat:

10 kk x 5 org x 60 lt/hari = 3000 l/hari = 3 m3_/hari

(Membran harus menyediakan 3m3_{air untuk keperluan 10 kk setiap}

harinya).

a. Kapasitas pengolahan :

3 m3_/hari₌_{3000 liter/hari}₌_{125 liter/jam}₌_{2,08 liter/menit}₌_{0.0347 liter/}

detii

b. Densitas = 1,0015 kg/l

c. Parameter pencemar: (Data hasil uji laboratorium air gambut)

- Fe = 1,04 mg/l

- Mn = 0,74 mg/l

- Kekeruhan = 37,3 mg/l

3.2. Neraca massa seluruh sistem

Densitas air (H2O) = 1.000.000 mg/l

Fe = 1,04 mg/l

(23)

H2O = 150 kg/jam Kekeruhan = 37,3 NTU Fe = 0.00013 kg/jam

Mn= 0,000092 kg/jam

H2O = 125 kg/jam Kekeruhan = 37,3 NTU Fe = 0.00013 kg/jam Mn= 0.000092 kg/jam BAK

PENAMPUNG

Total = 1.000.001,78 mg/l

Sehingga :

a. Fe =

1,04

mg

_l

1.000.001,78

mg

_l

x

125 kg

jam

Fe = 0,00013 kg/jam

b. Mn =

0,74

mg

_l

1.000.001,78

mg

_l

x

125 kg

jam

Mn = 0,000092 kg/jam

c. H2O =

1.000 .

000 mg

_l

1.000.001,78

mg

_l

x

125 kg

jam

H2O = 124,99 kg/jam

3.3. Neraca Massa Komponen

3.3.1 Neraca Massa Bai Penampung

Air sungai dipompa ke bak penampung dengan kecepatan 2,5 liter per menit (150 liter/jam) dan mengalir secara gravitasi menuju sediment filter dengan debit 2,08 liter per menit = 125 liter/jam (debit diatur sesuai dengan kebutuhan air masyarakat).

Input Output

Gambar 2 : Neraca Massa Bak Penampung

3.3.2. Neraca Massa Sediment flter

a. Efisiensi sediment filter terhadap penurunan Fe = 68% b. Efisensi sediment filter terhadap penurunan Mn = 60%

(24)

Perhitungan neraca massa sediment filter : - Fe masuk = 0,00013 kg/jam

Fe removal 68% = 0,0000884 kg/jam Fe keluar = 0,0000416 kg/jam

- Mn masuk = 0,000092 kg/jam

Mn removal 60% = 0,0000552 kg/jam Mn keluar = 0,0000368 kg/jam

- Kekeruhan masuk = 37,3 NTU

Kekeruhan removal 70% = 26,11 NTU Kekeruhan keluar = 11,19 NTU

- Asumsi pada sediment filter, H2O yang tertahan sebesar 0,5% karena adanya

penyumbatan, Maka : H2O masuk = 125 kg/jam

H2O removal 0,5% = 0,62 kg/jam

H2O keluar = 124,38 kg/jam

Tabel 1 : Neraca massa sediment filter

Paramet

Fe 68 0,00013 0,0000884 0,0000416

Mn 60 0,000092 0,0000552 0,0000368

H2O 0,5 125 0,62 124,38

Total (Q) 125,00 0,62 124,38

Diagram alir kuantitatif sediment filter dapat dilihat pada gambar berikut :

Input Output

Gambar 3 : Diagram Alir Kuantitatif Sediment Filter Sediment

Filter

H2O = 125

kg/jam Kekeruhan = 37,3 NTU Fe = 0.00013 kg/jam

H2O = 124,38 kg/

jam Kekeruhan = 11,19 NTU Fe = 0.0000416 kg/jam H2O = 0,62 kg/jam

(25)

H2O = 123,76 kg/jam Kekeruhan = 0,22 NTU Fe = 0.000045 kg/jam Mn= 0.0000536 kg/jam

H2O = 0,62 kg/jam Kekeruhan = 8,952 NTU Fe = 0.00003328 kg/jam

Mn= 0.00003128 kg/jam H2O = 124,38

kg/jam Kekeruhan = 11,19 NTU Fe = 0.0000416 kg/jam Mn= 0.000045 kg/jam

RO 3.3.3. Neraca massa Membran RO

a. Efisiensi Membran RO terhadap penurunan Fe = 85% b. Efisensi Membran RO terhadap penurunan Mn = 80%

c. Efisensi Membran RO terhadap penurunan kekeruhan = 80% (Sumber : Hartomo,1992)

Perhitungan neraca massa sediment filter : - Fe masuk = 0,0000416 kg/jam

Fe removal 80% = 0,00003328 kg/jam Fe keluar = 0,000045 kg/jam

- Mn masuk = 0,0000368 kg/jam

Mn removal 85% = 0,00003128 kg/jam Mn keluar = 0,0000536 kg/jam

- Kekeruhan masuk = 11,19 NTU

Kekeruhan removal 80% = 8,952 NTU Kekeruhan keluar = 0,22 NTU

- Asumsi pada Membran RO, H2O yang tertahan sebesar 0,5%, Maka :

H2O masuk = 124,38 kg/jam

H2O removal 0,5% = 0,62 kg/jam

H2O keluar = 123,76 kg/jam

Tabel 2 : Neraca Massa Membran RO

Paramet

er Removal(%) (ig/jamInput )

Fe 85 0,00004

16

0,000033 28

0,00004 5

Mn 80 0,00003

68 0,00003128 0,0000536

H2O 0,5 124,38 0,62 123,76

Total (Q) 124,38 0,62 123,76

Diagram alir kuantitatif Membran RO dapat dilihat pada gambar berikut :

(26)

SEK0LAH TINGGI TEKNIK LINGKUNGAN YAYASAN LINGKUNGAN HIDUP

Jl.Janti km 4 Gedong Kuning, Yogyakarta

PRA RANCANGAN MEMBRAN REVERSE OSMOSIS UNTUK MENGOLAH AIR GAMBUT MENJADI AIR BERSIH DI KEC.BARAMBAI KAB.BARITO

KUALA,KALIMANTAN SELATAN

No.dok :01/STTL/06/13

Revisi : 0

Tanggal : 01/VII/13

Hal : 26 dari 54

H2O = 123,76 kg/jam Kekeruhan = 0,22 NTU Fe = 0.000045 kg/jam Mn= 0.0000536 kg/jam H2O = 125 kg/jam

Kekeruhan = 37,3 NTU Fe = 3 kg/jam Mn = 0.000092 kg/jam

H2O = 0.62 kg/jam Kekeruhan = 26,11 NTU Fe = 0.0000884 kg/jam Mn = 0.0000552 kg/jam

H2O = 124,38 kg/jam Kekeruhan = 11,19 NTU Fe = 0.0000416 kg/jam

Mn = 0.0000368 kg/jam

H2O = 123,76 kg/jam Kekeruhan= 0,22 NTU Fe = 0.000045 kg/jam Mn = 0.0000536 kg/jam

RO.1

Gambar 4 : Diagram alir kuantitatif Membran RO

3.3.4. Neraca Massa Reservoir

Pada reservoir tidak ada proses pengolahan, sehingga input sama dengan output.

Input Output

Gambar 5 : Neraca Massa Reservoir

3.4. Diagram alir iuantitatif dan iualitatif

A. Diagram alir kuantitatif

Reservoi r

H2O = 123,76kg/jam

Kekeruhan = 0,22 NTU Fe = 0.000045 Kg/jam Mn = 0.0000536 kg/jam

H2O = 123,76 kg/jam

Kekeruhan = 0,22 NTU Fe = 0.000045 kg/jam Mn = 0.0000536 kg/jam

(27)

P= 1 atm

Gambar 6 : Diagram alir kuantitatif

Tabel 3 Keterangan gambar diagram alir kuantitatif

KODE KETERANGAN ALAT

SA.1

B. Diagram alir kualitatif

(28)

Tabel 4 Keterangan gambar diagram alir kualitatif

SA.1 P.1 BP.1 SF.1 P.2 RO.1 R.1

Sumber air Pompa

Bak penampung Sediment Filter Pompa

(29)

BP.1

3.5. Process Engineering Flow Diagram (PEFD)

Tabel 5 : Keterangan gambar PEFD

SA.1

Membran Reverse Osmosis

Reservoir Tekanan (atm) Suhu (°C) Nomor arus

Digambar Dikoreksi Disetujui

Dedy Darmawan Ir.Prayitno,M.Eng Indah Yulianti,ST,M.Eng

(30)

X 7 = 123,760099 kg/ jam

X 2 = 125,000222kg/jam

X 1 = 150,00161 kg/

Tabel 6 : keterangan arus PEFD

Baha

H2O 150 125 0,62 124,38 0,62 123,76 123,76

Fe 0,00013 0,00013 0,0000

884

2 0,000092 0,0000552 0,0000368 0,00003128 0,0000536 0,0000536

Jumla

3.6. Neraca Massa Total

Neraca massa total pada pengolahan air dilahan gambut dengan membran reverse osmosis ditunjukkan sesuai diagram berikut :

Gambar 9 : Neraca Massa Total

Debit masuk ke dalam bak penampung air sebanyak 150 liter/jam (dengan pompa) dan keluar dari bak penampung secara gravitasi 125 liter/jam menuju reservoir (123,8 liter/jam).

Input (ig/jam) (X1)

Output (X3 + X5 + X7)

(31)

3.7. Perhitungan alat

Perhitungan masing-masing unit instalasi pengolahan air sungai lahan gambut Barambai sebagai berikut:

3.7.1 Bai penampung

Data :

- Debit = 125 liter/jam

- HRT (td) = 4 jam

- Diameter = 0,8 m ( r = 0,4 m)

- Freeboard = 0,3 m Perhitungan:

Volume = Q x td

= 125 liter/jam x 4 jam = 500 liter

h =

Volume

µ. r

2

=

0,5

m

3

3,14

x

(

0,4

m

)

2

= 0,995 m ~ 1 m

Tinggi + Freeboard = 1 m + 0,3 m = 1.3 m

Volume bak penampung disesuaikan dengan ketersediaan volume bak di pasar yaitu 520 liter.

Harga : Rp.975.000

3.7.2 Sediment Filter

Data

- Tinggi = 0,25 m

(32)

Perhitungan :

h = tinggi sediment filter + 20% over design = 0,25 m + 20% (0,25 m)

= 0,3 m Volume = π. r2_{. h}

= 3,14. (0,03 m)2_{. 0,3 m}

= 0,85 liter Harga :

Sediment Filter = Rp.8.800

Housing Sediment Filter = Rp.90.000 3.7.3 Membran Reverse Osmosis

Data :

- Tinggi membran = 0,25 m

- Diameter membran = 0,001 m

- Tinggi housing = 1,01 m

- Diameter housing = 0,53 m Perhitungan :

Membran berbentuk silinder, maka: a. Volume membran

V = π. r2_{. h}

= 3,14. (0,0005 m)2_{. 0,25 m}

= 1,96 .10-7_m3

b. Luas membran filter

L = ¼ .π. D2

= ¼. 3,14. 0,0012

= 0,000001 m3

c. Volume housing

(33)

= 3,14. (0,256 m)2_{. 1,01 m}

= 0,2 m3

d. Menghitung waktu penyerapan efektif

Volume = 0,2 m3

= 200 liter

Maka, waktu penyerapan efektif =

Volume

_Debit

=

_0,25

200 _liter

liter

_/

_detik

= 800 detik =

13,3 menit

e. Checking:

- Tekanan yang harus diterima diterima membran = 125 psi

- Tekanan terpenuhi dengan booster pump yang memiliki kuat tekan maksimal 125 psi.

f. Harga :

Membran R.O = Rp.260.000 Housing membran = Rp.90.000

3.8. Reservoir

Bak reservoir digunakan untuk menampung air yang sudah terolah dan kemudian akan didistribusikan, Besarnya kapasitas reservoir yang harus disediakan adalah sebesar 20% dari kebutuhan air rata-rata setiap hari (Qd) dan mampu melayani setiap pada saat jam puncak selama 10 jam (td). Sehingga volume reservoir dihitung sebesar :

Q = 0,035 lt/dt

(34)

Harga : Rp.328.600

3.9 Utilitas

3.9.1 Perhitungan pompa

a. Pompa 1

D= η.Q.H.γ

D= Daya yang dibutuhkan pompa (kg/m/dt)

Q = Debit air yang dipompa (m3_/detik)

H= Total head (m) = �H + ∑Hf

�H= Beda tinggi lokasi (air yang akan dipompa)

∑Hf = Total head loose (m)

Γ = Berat jenis air

Η = Efisiensi pompa

Diketahui :

Tinggi hisap = 3 meter

Tinggi tekan = 4 meter

Tinggi potensial = 3 + 4 = 7 meter

Rugi gesei dalam pipa hisap & teian :

= 20% tinggi potensial = 0,2 x 7 meter = 1,4 meter

Teianan iecepatan pada outlet pipa :

Laju kecepatan pada outlet pipa

Laju kecepatan air = 1 – 2 meter/detik,

sehingga diasumsikan tekanan kecepatannya = 1,1 m.

Head pipa lurus

Dengan data :

(35)

Koefisien (C) = 100

= 0,0026 meter

Total head = 7 + 1,4 + 0,0026

= 8,4 meter

Disiapkan kapasitas head 8 meter sehingga cukup untuk memenuhi ketinggian 3,5 meter.

Diketahui :

Koefisien motor listrik (A) = 0,1

Kebutuhan jam puncak (Q) = 0,15 m3_/jam

Effisiensi pompa (ηp) = 0,4

Daya pompa =

(

0,163

. Q .Total head .

(

1 +

A

)

η p

= 0,6 Kwh

= 1,08.10-3_{Hp ~ 1 Hp}

(36)

- Harga = Rp.450.000

Jadi pompa yang digunakan untuk memenuhi tekanan 125 psi pada membran adalah pompa dengan daya 1 Hp.

Pompa yang digunakan adalah Booster pump dengan spesifikasi : - Booster pump berfungsi untuk menarik air dari sediment filter dan

menimbulkan tekanan air pada membran (125 psi) - Model No = HF – 8367

- Voltage = 24 VDC

(37)

- Mesin tidak mudah terbakar jika terkena cairan

- Putaran mesin berubah sesuai dengan beban dan temperatur yang ada - Open fow = 1,2 lpm

- Harga = Rp.450.000 Tabel 7 Hasil Perhitungan Alat

UNIT DIMENSI KETERANGAN

BAK PENAMPUNG Diameter : 0,8 m

Tinggi : 1 m + freeboard 0,3 m

Volume : 500 liter

Bak penampung yang akan digunakan disesuaikan dengan ketersediaan volume bak di pasar yaitu 520 liter.

SEDIMENT FILTER h : 025 m D : 0,06 m

h housing : 0,3 m V : 0,85 liter MEMBRAN REVERSE

OSMOSIS h membran : 0,25 mD membran : 0001 m

waktu penyerapan efektif :

13,3 menit

RESERVOIR D = 0,6 m

h = 0,92 m V = 260 liter

Kapasitas reservoir disesuaikan dengan ketersediaan di pasar yaitu tandon dengan kapasitas 250 liter.

POMPA - Capasity = 6 - 30

Pompa yang akan digunakan adalah

(38)

- Daya Pompa = 1 HP

3.9.2 Komponen penunjang

Selain proses penyaringan, komponen penunjang yang membuat mesin agar tetap berfungsi dengan baik, yaitu:

1. Low pressure switch (Saklar tekanan rendah)

Switch ini umumnya berada sebelum masuk ke tahap sediment filter yang berfungsi untuk memutuskan arus listrik pompa. Jika tidak, air yang masuk ke rangkaian alat tidak cukup kuat, maka secara otomatis pompa akan berhenti dan berfungsi kembali jika ada air yang masuk atau tekanan air meningkat.

2. High pressure switch (Saklar tekanan tinggi)

Switch ini umumnya diletakkan sesudah membran yang berfungsi untuk memutuskan arus listrik pompa jika tekanan air cukup tinggi. Jika kran air ditutup atau pengisian tangki sudah penuh, maka tekanan air pada saluran air bersih membran menjadi tinggi sehingga pompa menurun. OFF pada 38psi dan ON pada 32psi.

3. Four way auto shut of

(39)

Alat ini berfungsi untuk menghambat aliran 400 cc/menit sehingga menimbulkan tekanan air pada membran untuk menghasilkan air bersih. Jika flow restrictor ini tidak ada maka tidak ada tekanan pada membran sehingga semua air yang masuk membran semuanya akan dibuang.

3.10 Rencana anggaran biaya

Rencana anggaran biaya untuk Instalasi Pengolahan Air sungai di lahan gambut barambai dengan menggunakan Membran Bio Reaktor direncanakan membutuhkan biaya seperti pada tabel berikut:

RENCANA ANGGARAN BIAYA

Tabel 8 : Rencana Anggaran Biaya

NO URAIAN PEKERJAAN VOLUM_E _SATUANHARGA JUMLAH

HARGA

BAK PENAMPUNG DAN RESERVOIR

Penguin Tank kap.520 lt Profil Tank kap.250 lt

1 bh

Sediment filter LUSO Housing

PEKERJAAN PIPA DAN MEMBRAN RO

Pipa PVC 3/4” S8 WAVINSAFE Pek.Pipa PVC

∅

3/4”

Lem pipa PVC Knee 20 mm

Membran RO Ultrafilter Housing

Pek.Pemasangan Pipa dan

(40)

8 9 10 11

Membran RO Low pressure switch High Pressure switch Flow Restrictor

Four Way Auto Shut Up

1 bh

Booster Pump HF – 8367 Terminal Listrik

Pekerjaan pembuatan penyangga

Biaya Transportasi

Instalasi dan pengecekan fungsi peralatan

3.11 Analisa Eionomi

Diietahui :

Tabel 9 : Fixed Capital Investment

No Physical Plant Cost (PPC) Harga

1 Delivery equipment cost/harga pembelian alat (PEC) Rp.3,052,400.00

2 Instalasi Rp.4,364,932.00

3 Piping Rp.915,720.00

4 Instrumentation Rp.366,288.00

5 Insulation Rp.305,240.00

6 Mekanikal – Elektrikal Rp.305,240.00

7 Bangunan, Tanah dan perbaikan Rp.1,831,440.00

8 Auxiliaries (elektrik, steam) Rp.763,100.00

9 Outside Line Rp.457,860.00

(41)

Engineering and Construction (25% x PPC) Rp. 3,090,555.00

Direct Plant Cost [DPC] (PPC +

Engineering-construction) Rp.15,452,775.00

Contractor fee (20% x DPC) Rp. 3,090,555.00 Contingency (biaya tai terduga) (10% x DPC) Rp.1,545,277.50

Size Factor (10% x DPC) Rp.1,545,277.50

Fixed Capital Investment

Rp.21,633,885. 00

Tabel 10 : Manufacturing Cost

No Jenis biaya pengeluaran Harga

Direct

manufacturing cost

1 Raw Material (Bahan baku dan pendukung) Rp.

-2 Labor cost Rp. -

3 Supervision cost Rp. -

4 Maintenance cost Rp.2,163,388.50

5 Plant Suppliest Rp.324,508.28

6 Royalties and patent Rp. -

7 Utility cost Rp. -

Total direct manufacturing cost (DMC) Rp. 2,487,896.78 Indirect

Total indirect manufacturing cost (IMC) Rp. - Fixed

manufacturing cost

1 Depresiasi Rp.2,163,388.50

2 Property Tax Rp.216,338.85

3 Asurance Rp.216,338.85

Total fxed manufacturing cost (FMC) Rp.2,596,066.20

Total Manufacturing Cost

(42)

8 Tabel 11 : Working Capital

No Jenis biaya pengeluaran Harga

1 Raw material inventory Rp. -

2 In process inventory Rp. -

3 Product inventory Rp. -

4 Extended credit Rp. -

5 Available cash Rp. -

Total woriing capital Rp. -

Tabel 12 : General Expanse

1 Administrasi cost Rp.657,000.00

2 Sales cost Rp.2,190,000.00

3 Research dan development Rp.1,095,000.00

4 Finance Rp.1,095,000.00

Total General Expanse Rp.5,037,000.00

Tabel 13 : Total Capital Investment

1 Fixed Capital Investment Rp.21,633,885.00

2 Working Capital Rp. -

Total Capital Investment

Rp.21,633,885. 00

Tabel 14 : Production C

ost

1 Manufacturing Cost Rp.5,083,962.98

2 General Expanse Rp.5,037,000.00

Total production cost Rp.10,120,962.98

Tabel 15 : Analisa Keuntungan

No Komponen Harga

1 Hasil penjualan Rp.21,900,000

2 Total production cost Rp.10,120,963

Total Keuntungan Rp.11,779,037

(43)

11,779,037

Pajai Rp. 1,177,904

Proft After Taxes Rp. 10,601,133

Tabel 16 : Fixed Cost (Fa)

1 Depresiasi Rp. 2,163,389

2 Property Tax Rp. 216,339

3 Finance Rp. 1,095,000

4 Asurance Rp. 216,339

Total Fixed Cost Rp. 3,691,066

Tabel 17 : Regulated Cost (Ra)

1 Labor cost Rp. -

2 Payroll overhead Rp. -

3 Plant overhead Rp. -

4 Supervision cost Rp. -

5 Laboratory Rp. -

6 General Expanse Rp. 5,037,000

7 Maintenance cost Rp. 2,163,389

8 Plant Suppliest Rp. 324,508

Total Regulated Cost Rp. 7,524,897

Tabel 18 : Variable Cost (Va)

1 Raw material inventory Rp. -

2 Packaging and shipping Rp. -

3 Utility cost Rp. -

4 Royalties and patent Rp. -

Total Variable Cost Rp. -

Tabel 19 : Annual Cash Flow (CF)

1 Profit After Taxes Rp. 10,601,133

2 Depresiasi Rp. 2,163,389

3 Finance Rp. 1,095,000

Total Annual Cash

Flow Rp. 13,859,522

Tabel 20 : Rekap Analisa N

(44)

1 _{Fixed Capital Investment} _{Rp. 21,633,885.00}

2 _{Manufacturing Cost} _{Rp.5,083,962.98}

3 _{Working Capital} _{Rp. -}

4 _{General Expanse} _{Rp. 5,037,000.00}

5 _{Total Capital Investment} _{Rp. 21,633,885.00}

6 _{Production Cost} _{Rp. 10,120,962.98}

7 _{Fixed Cost (Fa)} _{Rp. 3,691,066}

8 _{Regulated Cost (Ra)} _{Rp. 7,524,897}

9 _{Variable Cost (Va)} _{Rp. -}

1

0 Sales (Sa) Rp. 21,900,000

1

1 Annual Cash Flow (CF) Rp. 13,859,522

1

2 Salvage Value (Sv) Rp. 1,831,440

1

3 Annual Cash Flow (CF) Rp. 13,859,522

1

4 Profit Before Taxes Rp. 11,779,037

1

5 Profit After Taxes Rp. 10,601,133

Analisa Keuangan

Return of Investment (ROI)

ROI before

taxes = _{Fixed capital investment}Profit before taxes x 100%

ROI before taxes =

Rp11,779,037.03 _{x 100%}

Rp21,633,885.00

(45)

taxes =

ROI after taxes =

Profit after taxes _{x 100%}

Fixed capital investment

ROI after taxes

= Rp10,601,133.32 x 100%

Rp21,633,885.00

ROI after

taxes = 49.00%

Pay Out Time (POT)

POT before taxes =

Fixed capital investment (Profit before taxes + 0,1.FCI)

POT before taxes =

Rp21,633,885.00 Rp .

11,779,037 + 0.1x Rp. 21,633,885.00

POT before

taxes = 1.55 tahun

POT after taxes =

Fixed capital investment (Profit after taxes + 0,1.FCI)

POT after taxes =

(46)

Rp.

10,601,133 + 0.1x Rp. 21,633,885.00

POT after

taxes = 1.69 tahun

Breai Even Point

Rp2,257,469.03 x

100%

Tabel 21 : Discounted Cash Flow (DFC)

(47)

+SV+WC

Sisi kiri persamaan = Sisi kanan persamaan index

1.103 1

1 2

0.906618314 3

Rp. 26,319,979 = Rp. 43,543,310.70

DFC =

Sales (Sa) : Rp.21.900.000

n : 2 tahun

Tabel 22 : Standar Kelayakan Suatu Investasi

N

1 ROI before taxes = 54.45%

Minimum 11% (aries & newton,

1954) investasi layak

2 ROI after taxes = 49.00%

3 POT before taxes = 1.55 Maksimal 5 tahun (aries &newton, 1954) investasi layak

4 POT after taxes = 1.69

5 BEP = 35.76% (40% - 60%) investasi tidaklayak

6 SDP = 13.57% < BEP investasi layak

7 DFC = 10% > bunga bank (1,5 kali bungabank) investasi tidaklayak Tabel 23 : Perhitungan grafik analisa investasi

Fa Va Ra Sa SDP

0% Rp. 3,691,066 Rp. 3,691,066 Rp. 5,948,535 0 3,691,066Rp.

100

(48)

Gambar 10 : Grafik Analisa Investasi

0% 100%

Rp- Rp5,000,000 Rp10,000,000 Rp15,000,000 Rp20,000,000 Rp25,000,000 Rp30,000,000

Grafi Analisa Investasi

Fa Va Ra Sa SDP

% Kapasitas

R

p

/

T

a

h

u

(49)

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

1. Teknologi pengolahan yang tepat untuk pengolahan air sungai di daerah lahan gambut Barambai Kalimantan Selatan adalah teknologi pengolahan Reverse Osmosis skala komunal.

2. Dengan kapasitas 1095 m3_{per tahun, air sungai di lahan gambut yang}

diolah sesuai dengan syarat kualitas air bersih menurut Permenkes RI No.416/MENKES/PER/IX/1990.

3. Total investasi yang dibutuhkan untuk instalasi membran reverse osmosis komunal adalah Rp.10,120,963 dengan analisa kelayakan ekonomi sbb :

Tabel iii : Analisa Kelayakan

N

1

ROI before

taxes 54.45%

Minimum 11% (aries & newton,

1954) investasi layak

2

ROI after