Sistem Penyediaan Distribusi Air Bersih

SISTEM PENYEDIAAN DISTRIBUSI AIR BERSIH DENGAN AIR BAKU AIR SUNGAI DENGAN PRESSURE TANK

disusun untuk memenuhi nilai mata kuliah Otomasi Gedung Komersil 2

Disusun Oleh :

M. Catur Ardyatno (131364016)

Mochammad Fauzi (131364018)

Muhammad Reza Isnaeni (131364019)

PROGRAM STUDI TEKNIK OTOMASI INDUSTRI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

1. Pengertian PDAB (Penyediaan Distribusi Air Bersih)

Air adalah kebutuhan dasar untuk kehidupan manusia, terutama untuk digunakan sebagai air minum, memasak makanan, mencuci, mandi dan kakus. Ketersediaan sistem penyediaan air bersih merupakan bagian yang selayaknya diprioritaskan untuk memenuhi kebutuhan masyarakat baik di perkotaan maupun pedesaan. Hingga saat ini penyediaan oleh pemerintah menghadapi keterbatasan, baik sumber daya manusia maupun sumber daya lainnya. Pelayanan air bersih di perkotaan di Indonesia sampai tahun 2000 baru mencapai 39% atau 33 juta penduduk, dan di pedesaan baru menjangkau 8% atau 9 juta penduduk, sehingga keseluruhan baru mencapai 47% atau 42 juta penduduk Indonesia. Keadaan ini berarti menggambarkan bahwa pelayanan air bersih belum dirasakan merata dan dinikmati oleh sebagian besar masyarakat. Sebagian besar masyarakat masih menggunakan air sungai, danau, sumber-sumber air, atau hanya mengandalkan air hujan. Untuk di daerah perkotaan, pada umumnya sumber air bakunya dari sungai, yang makin hari tercemar oleh ulah masyarakat sendiri dengan membuang sampah sembarangan dan juga dari banyak barang bekas rumah tangga, pabrik dan lainnya. Selain itu juga dihadapkan kepada perubahan lingkungan yang dilakukan oleh manusia, di antaranya rawa, kolam, danau dan sungai yang diurug, serta penggunaan daerah resapan air untuk bangunan dan juga banyak kawasan tadah hujan berupa hutan terganggu.

Maka dari itu air merupakan salah satu sumber penting dalam kelangsungan hidup makhluk hidup. Air bersih adalah salah satu sumber daya yang berasal dari air yang bermutu, sehat, dan terbebas dari kuman maupun senyawa kimia yang menyebabkan penyakit pada manusia, sehingga diperlukannya penyediaan dan distribusi air bersih yang baik. Penyediaan dan pendistribusian air bersih sendiri adalah sebuah proses pengolahan air bersih yang berasal dari danau/sungai kemudian mengalami beberapa proses secara kontinyu dengan menggunakan gabungan dari sistem mekanik dan elektrik mulai dari penampungan, penyediaan sampai pengiriman/ pendistribusian sehingga air tersebut layak untuk dikonsumsi oleh manusia.

2. Ruang lingkup Sistem PDAB

pendistribusian ke gedung pencakar langit atau gedung bertingkat dengan menggunakan pressure tank.

3. Elemen Dasar dan Jaringan Sistem PDAB

Sistem distribusi dan penyediaan air bersih dari sungai dibangun dari beberapa komponen atau elemen dasar sehingga menjadi sebuah jaringan sistem distribusi air. Adapun elemen-elemen tersebut adalah :

3.1 Pompa

Salah satu elemen utama pada sistem distribusi dan penyediaan air bersih adalah pompa air (pompa hidrolik). Pompa air merupakan komponen elektro hidrolilk yang berfungsi untuk memompa sumber hidrolik (air) dari suatu tempat ketempat lain dengan memanfaatkan tekanan. Dilihat dari fungsinyaa pompa yang diguanakan dalam proses penyediaan dan distribusi air bersih dibagi kedalam beberapa jenis diantaranya:.

 Pompa Reservoir

Gambar 1. a. Pompa Reservoir, b. Pompa Tekanan Tinggi, c. Pompa Distribusi

3.2 Water Pressure Tank

Water Pressure Tank adalah tangki yang berfungsi untuk menyimpan air bertekanan sementara. Tangki ini di lengkapi dengan membran (diaphragm) yang akan memisahkan air dan udara.

Fungsi utama :

1. Menghemat listrik (pemakain listrik) pada pompa 2. Meratakan tekanan air pada system perpipaan

3. Sebagai bantalan udara, sehingga pompa bisa off (mati) secara halus (soft), tidak terjadi lonjakan.

4. Untuk mengurangi efek water hammering, saat kran air di matikan tiba tiba atau saat pompa mati tiba tiba.

Fitur Produk Water Pressure Tank :

1. Body dari plat baja, yang di lapisi epoxy coating pada bagian dalam. 2. Membran dari karet EPDM yang tahan panas s/d 100°C

3. Standart produk Eropa (CE) 4. Garansi membran s/d 1 tahun

5. Tekanan kerja 10 bar, 16 bar dan 25 bar

Gambar 2. Tank

Gambar 3. Water Pressure Tank

Jenis-Jenis water pressure tank yang biasa dipakai untuk mendistribusikan air bersih di gedung pencakar langit atau gedung bertingkat diantaranya adalah :

 Tanki peluru ( bullet tank )

Tanki ini sebenarnya lebih sebagai pressure vessel berbentuk horizontal dengan volume maksimum 2000 barrel biasanya digunakan untuk menyimpan LPG, LPG , Propane, Butane , H2, ammonia dengan tekanan diatas 15 psig.

 Tanki bola ( spherical tank )

Pressure vessel yang digunakan untuk menyimpan gas – gas yang dicairkan seperti LPG, O2, N2 dan lain – lain bahkan dapat menyimpan gas cair tersebut hingga mencapai tekanan 75 psi, volume tanki dapat mencapai 50000 barrel , untuk penyimpanan LNG dengan suhu -190 ( cryogenic ) tanki dibuat berdinding double dimana diantara kedua dinding tersebut diisi dengan isolasi seperti polyurethane foam , tekanan penyimpanan diatas 15 psig.

 Dome Roof tank

Terdapat juga tanki penyimpanan khusus yang digunakan untuk menyimpan liquid ( H2, N2, O2, Ar, CO2 ) pada temperature yang sangat rendah ( cryogenic ) , dimana untuk jenis tanki ini diperlukan isolasi ( seperti pada spherical tank ) dan dioperasikan pada tekanan rendah.

Gambar 4. Salah satu jenis water pressure tank

Tabel 1. Jenis-Jenis Water Pressure Tank

3.3 Mixer

Mixer merupakan alat untuk mengaduk atau mencampurkan dua atau lebih zat. Elemen ini dalam distribusi dan penyediaan air bersih berfungsi untuk mencampurkan air baku yang telah diproses sebelumnya dengan zat-zat kimia. Berikut ini merupakan jenis mixer yang digunakan dalam sistem ini:

 Mixer clarifier  Mixer floccurator

3.3 Blower Udara

Blower udara merupakan alat atau mesin yang berfungsi untuk menaikan atau memperbesar aliran udara atau gas dalam sebuah ruangan sistem.

Gambar 7. blower udara 3.4 Compressor

Alat yang berfungsi untuk mengaliran gas atau udara sehingga air dapat mengalir dengan kecepatn yang tinggi dikarenakan adanya tekanan udara yang dihasilkan oleh kompresor.

Gambar 8. Kompresor

3.5 Electric Valve

Electric valve merupakan komponen elektro hidrolik maupun elektro pneumatic yang berfungsi untuk mengatur besar kecilnya aliran udara maupun aliran air. Beberapa jenis valve yang digunakan dalam sistem ini antara lain

 Katup (gate valve)

 Katup penguras

 Hidran kebakaran

 Katup pelepas tekan

 Katup pengurang tekan

Gambar 9. electric valve

3.6 Pipa Air

Pipa merupakan elemen yang berfungsi untuk mentransmisikan maupun mendistribusikan air.

Gambar 10. Pipa Air Distribusi

.

Gambar 11. Dagram Alir Pendistribusian Air

Gambar 13. Model Sistem PDAB Air Sungai dengan Pressure Tank

5. Mekanisme Operasi (Cara Kerja atau Proses Kerja) PDAB

Mekanisme operasi merupakan suatu cara dari elemen-elemen sistem untuk bekerja secara kontinyu atau berkaitan sehingga terbentuknya sebuah sistem. Dalam mekanisme operasi dari penyediaan dan distribusi air bersih yang berasal dari sungai atau danau dimulai dengan penyedotan air baku dari permukaan sungai/danau oleh pompa intake atau pompa air baku melauli pipa-pipa yang telah disesuaikan besarnnya. Pompa tersebut digerakan oleh motor listrik. Besarnya air baku yang mengalir akan dikontrol atau dikendalikan dengan. Kemudian item-item yang diukur di bagian intake crib adalah level air, aliran air, temperature air, turbidity, nilai pH air, alkalinity, dan conductivity electric. Parameter-parameter tersebut harus dimonitor karena dapat memepengaruhi kulaitas dari air bersih. Akan dipastikan air baku tersebut membawa puing-puing kecil dan sampah danau atau sungai, sehingga protective bar screen akan menyaring puing-puing dan sampah danau sungai sehingga tidak menyebabkan sistem transmisi air terganggu.

sumur penerima ini adalah temperature air, level air, aliran air, kekeruhan air, pH air, kadar alkali, electric conductivity, serta kebutuhan klorin. Air baku kemudian akan dimpoma keatas secara perlahan dengan tekanan yang rendah melaui proses pengolahan. Setelah itu air mengalir menuju proses penambahan zat kimia. Katup (gate valve) akan memberikan tambahan zat kimia tersebut dengan mengatur bukaannya sesuai dengan masukan air yang mengalir dan juga karakteristik secara kimiawi maupun karakteristik secara biologi air tersebut. Jika air tersebut kotor, berbau, dan diperkirakan membawa organik penyebab penyakit maka gate valve dan air valve akan membuka dan memberikan zat kimia tersebut sesuai dengan kadarnya. Setelah pencampuran antara air dengan oksidan dan desinfektan maka mixer-mixer akan mengaduk campuran tersebut secara optimum dengan kecepatan yang rendah sehingga terjadinya pengendapan zat. Kecepatan aliran air yang masuk ke bagian proses sedimentasi akan mengalir dengan kecepatan yang rendah. Kecepatan aliran tersebut diatur melalui katup. Air yang telah terbebas dari flok akan mengalir melalui media filter oleh grafitasi. Pada bagian flocculator sedimentation basin item yang dikontrolnya adalah flocculator driving, sedimentation basin water level control, sedimentation basin drainage. Pengontrolan item-item tersebut berdasarkan item-item yang diukur diantaranya adalah level air, kekekeruhan air, residual klorin, pH air, dan kadar alkalin air. Sedangkan pada bagian filter basin item-item yang dikontol adalah filter basin water level, rating aliran filter basin, filter basin washing, washing tank water level. Kemudian unruk nilai yang diukurnya adalah level air dan head loss.

Untuk proses selanjutnya air tersebut akan ditambahkan kembali dengan zat kimia (klorin dan silicofluoride) dimana banyak kadarnya diatur oleh katup. Setelah cairan tersebut dicampurkan dengan air maka akan diolah dipompa melalui pompa bertekanan besar untuk di distribusikan ke pompa yang lain. Hingga ke bagian pendistribusian bagian yang dikendalikan adalah clear reservoir water level, post chlorination, transmission pum, distribution basin water level, distribution basin pump, distribution basin flow rate, distribution basin pressure. Dan item-item yang diukur adalah aliran air, level air, tingkat kejernihan, nilai pH, residual chlorine dan tekanan air. Besarnya tekanan pompa diatur pula dari katup pengatur tekanan dengan berdasarkan bukaannya.

dan tekanan kerja pompa berdasarkan ketinggian objek air akan dikeluarkan. Jadi semakin tinggi tempat air keluar (posisi valve/katup) maka semakin besar pula tekanan kerja pompa.

6. Posisi Utilitas (PDAB) dalam Sistem Utilitas dalam Otomasi Bangunan

Posisi sistem distribusi dan penyediaan air bersih dari sungai atau danau dalam sistem otomasi bangunan merupakan sub sistem karena sistem ini hanya mengkonsumsi energi utilitas bangungan 5%. Kemudian utilitas penyediaan dan distribusi air ini merupakan slave dimana akan melakukan pengukuran maupun melaporkan keadaan plant ke bagian master serta posisinya sejajar dengan HVAC, catu daya, dan lain-lain. Sistem ini harus dapat diintegrasikan dengan sistem yang lain (sub sistem dalam otomasi bangunan) karena informasi data terhubung dalam satu master. Dibawah ini merupakan gambaran umum dari posisi sistem pendistribusian dan penyediaan air bersih dalam otomasi gedung.

Gambar 14. Posisi setiap utilitas pada otomasi gedung

7. Perangkat Keras Sistem Utilitas dalam Otomasi Bangunan a. Perangkat Keras Kendali Sistem Utilitas

pendistribusian air bersih dari danau atau sungai, maka jumlah I/O yang dibutuhkan sebanyak 45 buah I/O yang terdiri dari I/analog dan I/O digital dengan mengasumsikan jumlah masing-masing pompa setiap proses satu buah.

Digital input yang digunakan adalah 15 port. Semua port tersebut digunakan untuk sensor level, main switch, dan security sistem. sensor LDR, sensor kapasitif dan induktif , sedangkan untuk output digitalnya akan digunakan untuk alarm-alarm dari semua kondisi diantaranya saat kondisi air kurang dari standar, over limit, over load, ada benda besar sehingga menyebabkan terhambatnya proses transmisi air maupun disebabkan oleh keadaan katup yang rusak sehingga tidak mau membuka aliran, temperatur tinggi, air terlalu keruh, terlalu banyak alkali, nilai pH tinggi, serta aliran arus air yang terlalu rendah ataupun terlalu cepat.

Gambar 15. PLC CP1L OMRON

Selanjutnya untuk analog input yang dibutuhkan adalah 17. Modul analog input ini ditambahkan secara modular. Input port tersebut akan digunakan untuk sensor-sensor yang ada serta digunakan untuk mengukur temperaur air, aliran air, besaran bukaan valve, pH air, sensor tegangan, sensor arus, tekanan air, kecepatan motor, serta tingkat kekeruhan air. Dibawah ini merupakan spesifikasi secara umum dari PLC CP1L.

Gambar 16. Diagram Alir Pengiriman Data b. Aktuator dan Sensor

Dalam sebuah sistem kendali lup tertutup ada yang disebut dengan sensor dan aktuator. Sensor merupakan alat yang berfungsi untuk mendeteksi atau merasakan suatu besaran tertentu. Sedangkan aktuator adalah sebuah komponen mekanis untuk menggerakan elemen yang lain. Proses pendistribusian dan penyediaan air bersih sungai atau danau dapat dikendalikan secara otomatis atau loop tertutup. komponen sensor aktuator yang dibutuhkan antara lain:

 Aktuator

 Motor di pompa air beku

 Motor di pompa booster chlorine

 Motor pompa backwash filter

 Motor pompa di distribusi

 Motor pompa dosing koagulan

 Sensor tekanan memprogram sebuah sistem dengan menggunakan bahasa-bahasa tertentu seperti bahasa BASIC, bahasa C, Ladder, SFC dan lain lain. Sesuai dengan perangkat keras yang digunakan adalah PLC produksi dari OMRON, maka untuk mempermudah dalam menjalankan sistem digunakan perangkat lunak yang sudah terintegrasi dengan perangkat kerasnya. Untuk program yang digunakan adalah CX-Programmer sedangkan untuk HMInya adalah CX-Designer. Pembuatan program menggunakan bahasa Ladder dimana bahasa tersebut merupakan salah satu bahasa yang telah terstandar IEC-61131-3. Alamat input yang digunakan harus sesuai dengan port input yang ada di PLC CP1L. untuk pengalamatan sendiri 0.XX atau 1.XX (XX sesuai portnya misalnya 00,01 dst) digunakan untuk alamat inputnya. Sedangkan untuk alamat outpunya digunakan alamat 10.XX atau 200.XX (untuk alamat data memori).

9. HMI (Human Machine Interface)

. Pada HMI yang telah dirancang, dapat dilihat terdapat beberapa data yang ditampilkan. Data tersebut terdiri dari data statis dan data dinamis. Data statis adalah data-data yang diam seperti gambar pipa, tanki, dan pompa, sedangkan data dinamis adalah data yang sering berubah-ubah seiring dengan perubahan plant. Data dinamis yang ditampilkan pada HMI dibuat dalam bentuk tubular atau table-tabel sehingga memudahkan untuk operator dalam melakukan pemonitoringan sistem.

DAFTAR PUSTAKA

Anonymus, 2006. ” Troubleshooting Bladder Pressure Tanks”. Diakses dari : http://www.wellmanager.com/faqs/troubleshooting_pressure_tanks.html

Anonymus, 2011. “Proses Pengolahan air baku menjadi air bersih di PDAM”. Diakses dari : http://amarikhsanudin.blogspot.co.id/2011/09/proses-pengolahan-air-baku-menjadi-air.html

Anonymus, 2012. “Pengertian Dan Macam Macam Topologi Jaringan Komputer”. Diakses dari :

Anonymus, 2013. “Topologi bus - pengertian, keuntungan dan kerugiannya”. Diakses dari : http://tutorial-mj.blogspot.co.id/2012/08/topologi-bus-pengertian-keuntungan-dan.html

Anonymus, 2015. “Apa itu Boiler”. Diakses dari :

http://www.engineeringindonesia.org/showthread.php?tid=438

Anonymus, 2015. ” Prinsip Kerja Preassure Tank Pada Pompa Air“. Diakses dari : http://jakartapiranti.com/blog/prinsip-kerja-preassure-tank-pada-pompa-air/ Effendi, Mochamaad, 2011, “Rancang Bangun SCADA Sistem Pengangkutan Batubara

dengan Memanfaatkan Komunikasi Radio”.

Setiawan, Iwan, Desember 2004, “ Aplikasi Teknologi Jaringan Bus I/O Pada Sistem Kontrol Skala Besar, Volume 8 no.2.

Sibarani. M, 2014. “SCADA dengan fitur Vector Base, Historian dan Data

Auto-Synchronize”. Diakses dari :

http://www.sibarani-automations.com/2014/11/scada-dengan-fitur-vector-base-dan.html

Sudirman, Andry, 2012, “Analisa Pipa Jaringan Distribusi Air Bersih DI Kabupaten Maros dengan Menggunakan Software ETAPE.2”

Sumarni, 2014. “Pengolahan air laut menjadi air bersih”. Diakses dari : https://lingkunganitats.wordpress.com/2014/12/15/pengolahan-air-laut-menjadi-air-bersih/

Wahyono Heru, 2008, “Disain Sistem SCADA Instaalasi Pengolahan Air Bersih Untuk butuhan Domestik di Suatu Kawasan Industri”. Jurnal Air Indonesia. Volume 42)