Laporan Perencaan Bangunan Pengolahan Air

PERENCANAAN BANGUNAN

PENGOLAHAN AIR MINUM

Dibuat untuk memenuhi syarat untuk mengikuti ujian akhir

mata kuliah Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum (PBPAM)

Oleh:

Anissa Rizky Faradilla

082.11.005

Jurusan Teknik Lingkungan

Fakultas Arsitektur Lansekap dan Teknologi Lingkungan

Universitas Trisakti

1

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yag telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum ini dengan tepat waktu.

Adapun tujuan dari penyusunan laporan ini adalah untuk merencanakan bangunan pengolahan air minum, sebagai salah satu syarat untuk kelulusan mata kuliah Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum.

Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam penyelesaian laporan ini, khususnya kepada dosen mata kuliah PBPAM, Ibu Hernani Yulinawati, ST, MURP dan Ibu Ir. Ratnaningsih, MT. serta kepada keluarga dan teman – teman seperjuangan yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas ini.

Penulis sadar dalam penyusunan laporan ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun dari para pembaca sangat penulis harapkan demi penulisan yang lebih baik untuk yang akan datang. Dan penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun bagi pembaca.

Jakarta, Juli 2014

2

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... 1

DAFTAR ISI ... 2

DAFTAR TABEL... 3

DAFTAR GAMBAR ... 4

BAB I PENDAHULUAN ... 5

1.1Latar Belakang ... 5

1.2Maksud dan Tujuan ... 6

1.3Ruang Lingkup ... 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 8

2.1 Kebutuhan Air ... 8

2.2 Kualitas Air Baku ... 9

2.3 Proses Pengolahan Air ... 11

BAB III RENCANA DASAR ... 15

3.1 Kebutuhan Air ... 15

3.2 Pentahapan BPAM dan Rencana Kapasitas Unit ... 15

3.3 Analisis Kualitas Air Baku ... 19

3.4 Alternatif dan Pemilihan Unit Operasi Dan Unit Proses BPAM ... 20

3.5 Diagram Skema BPAM ... 24

3.6 Bangunan Penunjang ... 25

BAB IV RENCANA DETAIL ... 28

4.1 Maksud, Tujuan dan Fungsi Unit Operasi Dan Unit Proses BPAM ... 29

4.2 Kriteria Perencanaan Unit Operasi dan Unit Proses BPAM ... 29

4.3 Perhitungan Unit Operasi Dan Unit Proses BPAM ... 33

4.4 Perhitungan Hidrolis ... 67

4.5 Penggunaan Bahan Kimia ... 73

BAB V PENUTUP ... 74

DAFTAR PUSTAKA ... 77

3

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Keperluan Air Per Orang Per Hari ... 8

Tabel2.2 Data Kualitas Air Menurut KepMenkes RI ... 10

Tabel3.1 Rekapitulasi Kebutuhan Air ... 15

Tabel3.2 Kapasitas Produksi BPAM ... 18

Tabel3.3 Kapasitas Produksi Harian ... 18

Tabel3.4 Rekapitulasi Kapasitas Modul ... 19

Tabel3.5 Hasil Analisis Kualitas Air Baku Sungau Jaya Timur ... 20

Tabel3.6 Alternatif Pemilihan Unit Operasi... 23

Tabel4.1 Kriteria Desain Bangunan Penyadap (Intake) ... 29

Tabel4.2 Kriteria Desai Bangunan Prasedimentasi ... 30

Tabel4.3 Kriteria Desain Koagulasi (Hidrolis)... 30

Tabel4.4 Kriteria Desai Flokulasi (Mekanis) ... 31

Tabel4.5 Kriteria Desain Sedimentasi ... 31

Tabel4.6 Kriteria Desain Filtrasi ... 32

Tabel4.7 Kriteria Desain Dan Kriteria Terpilih Bar Screen ... 33

Tabel4.8 Kriteria Terpilih Intake Well ... 34

4

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Unit-Unit Operasi Dan Proses Yang Biasa Digunakan Dalam IPA ... 11

Gambar 3.1 Skema Unit Operasi Terpilih ... 25

5

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air merupakan kebutuhan yang sangat vital bagi kehidupan manusia. Karena itu jika kebutuhan akan air belum tercukupi maka dapat memberikan dampak yang besar terhadap kerawanan kesehatan maupun sosial. Seiring dengan meningkatnya populasi penduduk maka kebutuhan air dengan sendirinya akan meningkat. Peningkatan ini diiringi pula dengan peningkatan masalah yang berhubungan dengan kualitas air baku yang dapat digunakan sebagai sumber air bersih.

Permasalahan yang timbul yakni sering dijumpai bahwa kualitas air tanah maupun airsungai yang digunakan masyarakat kurang memenuhi syarat sebagai air minum yang sehat bahkan di beberapa tempat bahkan tidak layak untuk diminum. Air yang layak

diminum, mempunyai standar persyaratan tertentu yakni persyaratan fisis, kimiawi dan bakteriologis, dan syarat tersebut merupakan satu kesatuan. Jadi jika ada satu saja parameter yang tidak memenuhi syarat maka air tesebut tidak layak untuk diminum. Standar kualitas air minum menurut harus sesuai dengan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No.20 Tahun 1990. Pemakaian air minum yang tidak memenuhi standar kualitas tersebut dapat menimbulkan gangguan kesehatan, baik secara langsung dan cepat maupun tidak langsung dan secara perlahan. Untuk mendapatkan air bersih yang layak dan aman untuk dikonsumsi (terutama untuk air minum) perlu adanya suatu proses dari air baku menjadi air yang layak digunakan, selalu melalui suatu pengolahan yang bertujuan memperbaiki kualitas air.

Pengolahan air bisa dimulai dengan menggunakan sistem yang sederhana dan dapat juga dengan pengolahan yang lengkap, sesuai dengan tingkat kebutuhan yang diperlukan tergantung dari kualitas badan air yang akan diolah. Semakin rendah kualitas air maka semakin berat pengolahan yang dibutuhkan.

Keberhasilan proses pengolahan air berkaitan dengan pemilihan unit proses dan unit operasi yang akan dipakai dengan mempertimbangkan proses-proses yang terjadi pada pengolahan fisik, kimia dan biologi.

6

1.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dari pelaksanaan tugas ini adalah agar mahasiswa mengetahui permasalahan yang ditimbulkan dan pemecahannya di lapangan pekerjaan pada umumnya dan mampu merencanakan suatu bangunan pengolahan air minum pada khususnya.

Sedangkan tujuan disusunnya laporan ini adalah agar:

1. Mampu mengenal prinsip dasar dan memahami tata cara penyusunan dalam merencanakan suatu sistem bangunan pengolahan air minum.

2. Mampu melakukan perhitungan dan mengambil keputusan berdasarkan perhitungan

yang ada dalam suatu perencanaan.

3. Mampu membuat perencanaan sistem bangunan air minum.

1.3 Ruang Lingkup

Dalam merencanakan unit–unit dalam bangunan pengolahan air minum, diperlukan

pertahapan tertentu sebagai berikut :

1. Mendisain suatu Instalasi Pengolahan Air Minum (IPA) Kota Trisakti Jaya sesuai tahapan-tahapan pembuatan suatu disain IPA yang lazim serta modifikasi dan perkembangan tahun-tahun terakhir yang mengambil air dari Sungai Jaya Timur.

2. Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum (PBPAM) ini berdasarkan pemilihan teknologi pengolahan air minum yang sangat dipengaruhi oleh kualitas air baku yang berasal dari Sungai Jaya Timur, di samping standar kualitas air minum yang ingin di capai. Untuk Perencanaannya meliputi :

1) Rencana dasar terdiri dari :

a. Kebutuhan air agar dapat didesain kapasitas instalasi pengolahan air minum sehingga kebutuhan masyarakat dapat terpenuhi.

b. Membangun instalasi air minum secara bertahap sesuai dengan meningkatnya penduduk.

c. Analisis kualitas air baku, dengan mengetahui parameter-parameter dalam air bersih dan juga kegunaan tiap parameter.

d. Alternatif dan pemilihan unit operasi dan unit proses BPAM, dengan

menentukan jenis pengolahan yang tepat serta ekonomis.

7

3) Rencana gambar desain meliputi tampak atas, potongan memanjang dan melintang, detail, 3 dimensi dan gambar profil hidrolis.

3. Dasar-dasar teori yang secara langsung mendukung perencanaan dan perhitungan harus diuraikan secara jelas tapi ringkas disertai dengan sumber pustaka selain itu juga menggunakan tabulasi yang ada.

8

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kebutuhan Air

Hal yang menjadi perhatian yang berkaitan dengan kuantitas air bersih adalah mengenai pemakaian dan kebutuhan air. Pemakaian air bertitik tolak dari jumlah air yang terpakai dan sistem yang ada walau bagaimanapun kondisinya. Pemakaian air dapat terbatas oleh karena terbatasnya air yang tersedia pada sistem yang dipunyai dan belum tentu sesuai dengan kebutuhannya.Pengertian kebutuhan air adalah jumlah air yang diperlukan secara wajar untuk keperluan pokok manusia dan kegiatan-kegiatan lainnya yang memerlukan air. Kebutuhan air menentukan besaran sistem dan ditetapkan berdasarkan pengalaman pengalaman dan pemakaian air (Chatib, 1996:15).

Kebutuhan air bersih berbeda antara kota yang satu dengan kota yang lainnya. Adapun

faktor-faktor yang mempengaruhi penggunaan air bersih menurut Linsey and Franzini (1986) adalah :

1. Iklim

2. Ciri-ciri penduduk

3. Masalah lingkungan hidup

4. Keberadaan industri dan perdagangan 5. Iuran air dan meteran

6. Ukuran kota

Berdasarkan standar WHO, jumlah minimal kebutuhan air adalah 60 l/jiwa/hari(Chatib, 1996:19). Kebutuhan ini akan meningkat sampai tercapai pemenuhan kebutuhan yang memuaskan atau sampai harga air membatasi pemakaian. Menurut Departemen Kesehatan, standar keperluan air per orang per hari adalah sebesar 150 liter per hari seperti yang dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut ini :

Tabel 2.1 Keperluan Air Per Orang Per Hari (Standar Departemen Kesehatan)

Keperluan Air yang dipakai

Minum 2,0 liter

Memasak, kebersihan dapur 14,5 liter

9

(Sumber: Rachman, 2005)

2.2 Kualitas Air Baku

Kualitas air bersih apabila ditinjau berdasarkan kandungan bakterinya

menurutSK.Dirjen PPM dan PLP No. 1/PO.03.04.PA.91 dan SK JUKLAK PKA Tahun2000/2001,dapat dibedakan ke dalam 5 kategori sebagaiberikut :

1. Air bersih kelas A ketegori baik mengandung total koliform kurang dari 50. Air yang peruntukannya dapat digunakan untuk air baku air minum.

2. Air bersih kelas B kategori kurang baik mengandung koliform 51-100mg/l. Air yang peruntukannya dapat digunakan untuk prasarana/sarana rekreasi air, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, mengairi pertanaman.

3. Air bersih kelas C kategori jelek mengandung koliform 101-1000mg/l. Air

yang peruntukannya dapat digunakan untuk pembudidayaan ikan air tawar,

peternakan,mengairi pertanaman.

4. Air bersih kelas D kategori amat jelek mengandung koliform 1001-2400mg/l. Air yang peruntukannya dapat digunakan untuk mengairi pertanaman.

5. Air bersih kelas E kategori sangat amat jelek mengandung koliform lebih2400mg/l. Air baku yang berkualitas harus memenuhi syarat – syarat yang mencakup sifat– sifat fisika dan kimia air. Syarat ini harus sesuai dengan standar yang telah dikeluarkan oleh Depatemen Kesehatan sesuai dengan SK Menkes RI No. 907/Menkes/SK/VII/2002 tentang Syarat-syarat dan Pengawas Kualitas Air Minum.

Cuci pakaian 13 liter

Air Wudhu 15 liter

Air untuk kebersihan rumah 32 liter

Air untuk menyiram 11 liter

Air untuk mencuci kendaraan 22,5 liter

Air untuk keperluan lain-lain 20 liter

10

Tabel 2.2 Data Kualitas Air Menurut Keputusan Menteri Kesehatan RI No. 907/Menkes/SK/VII/2002

(Sumber : Digilib, Unpas. 2010)

Agar baku mutu air minum dapat terpenuhi, maka diperlukan berbagai usahan untuk menjaga kualitas air, yaitu (winarni, 1996 : 17) :

a. Kontrol pada sumber air dapat dilakukan dengan pemilihan sumber air, control terhadap sumber polusi yang masuk ke sumber air, perbaikan kualitas sumber, control pertumbuhan biologi.

b. Instalasi pengolahan air yang tepat

11

2.3 Proses Pengolahan Air

Menurut Reynolds (1982: 1), berdasarkan fungsinya unit-unit operasi dan unit-unit proses di teknik lingkungan dapat diklasifikasikan menjadi 3 klasifikasi, yaitu pengolahan fisik, kimia dan biologi.

Unit-unit operasi dan proses yang biasa digunakan dalam proses pengolahan air terdiri dari :

Diagram 2.1.Unit-unit operasi dan proses yang biasa digunakan dalam proses pengolahan

(Sumber: Rahman, 2005)

1. Intake

Intake merupakan bangunan pengambilan air baku. Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah:

a. debit intake jauh lebih kecil dari debit sumber air baku

b. tinggi air minimum, maksimum dan rata-rata dari sumber air baku c. kecepatan aliran pada iar permukaan/ sungai bila digunakan air sungai d. Perhatikan kondisi lumpur jangan terbawa

2. Prasedimentasi

Fungsi dari unit ini adalah untuk mengendapkan partikel-partikel tersuspensi dengan berat jenis yang lebih besar dari berat jenis air. Pengendapan dilakukan dengan jalan penyimpanan air dalam jangka waktu tertentu. Penggunaan unit ini tergantung dari karakteristik air bakunya.

Proses yang terjadi pada pengolahan ini adalah penghilangan padatan tersuspensi secara gravitasi pada sebuah rak. Efisiensi proses bergantung pada ukuran partikel padatan tersuspensi yang akan dihilangkan dan tingkat pengendapannya masing-masing (Schulz dan Okun, 1984: 31).

Intake Pra

sedimentasi

Koagulasi & Flokulasi

12

3. Koagulasi dan Flokulasi

Koagulasi adalah penambahan koagulan yang disertai dengan pengadukan cepat sehingga menghasilkan partikel tersuspensi yang halus, sedangkan flokulasi adalah pengadukan secara lambat untuk mengumpulkan dan mengendapkan partikel-partikel atau flok-flok yang terbentuk. Koagulasi dan flokulasi ini terjadi adanya destabilisasi dan tumbukan antar partkel bebas (Reynold, 1982: 15).

Pada prinsipnya ada dua aspek yang penting didalam proses koagulasi dan flokulasi yaitu :

- Pembubuhan bahan kimia koagulan

- Pengadukan bahan kimia tersebut dengan air baku.

Aplikasi dari koagulasi dan flokulasi ini dilakukan dalam dua rector yang berbeda yaitu koagulator dan flokulator (Darmasetiawan, 2001: 18). Menurut Darmasetiawan (2001: 19),

Ada tiga faktor yang menentukan keberhasilan suatu proses koagulan : - Jenis bahan kimia koagulan

- Dosis pembubuhan bahan kimia - Pengadukan dari bahan kimia

4. Sedimentasi

Sedimentasi atau pengendapan adalah pemisahan partikel yang ada di dalam air secara gravitasi. Keberadaan partikel di dalam air di ukur dengan melihat kekeruhan atau dengan mengukur secara langsung berat zat padat yang terlarut (Darmasetiawan, 2001:64).

Menurut Reynold (1982:69), Sedimentasi merupakan pengendapan cairan terurai dengan menggunakan atau memanfaatkan gaya gravitasi, untuk memindahkan zat padat yang tertahan. Hal ini digunakan dalam pengolahan air. Pengendapan partikel sedimentasi terbagi menjadi :

a) Pengendapan dengan kecepatan konstan (discrete settling) b) Pengendapan dengan kecepatan berubah (flocculan settling)

Pemilihan sedimentasi tergantung dari tipe dan ukuran flok yang dihasilkan dari proses

flokulasi. Jenis sedimentasi yang sering digunakan adalah : a) Plain sedimentasi

b) Upflow sludge blanket clarifier c) Inclineed plat/tube sedimentasi

13

5. Filtrasi

Menurut Reynolds (1982 : 131), filtrasi adalah pemisahan antara cairan dan padatan dengan menggunakan medium berpori dan material berpori untuk memisahkan sebanyak mungkin partikel halus tersuspensi yang ada dari cairan. Filtrasi ini bertujuan untuk menyaring air yang sudah melewati proses koagulasi, flokulasi dan sedimentasi agar dihasilkan air minum yang bermutu tinggi.

Saringan dapat diklasifikasikan menurut media penyaringan yang digunakan menjadi (Reynold, 1982 : 131):

a) Saringan dengan medium tunggal

Menggunakan satu macam medium, misalnya pasir atau anthrasit.

b) Saringan dengan medium ganda

Menggunakan dua macam medium, misalnya pasir dan anthrasit.

c) Saringan multimedia

Menggunakan tiga macam medium, misalnya pasir, anthrasit dan garnet.

Saringan dengan medium tunggal, yaitu saringan pasir, dapat dibedakan menjadi dua macam:

a) Saringan pasir lambat

Saringan pasir lambat memiliki beberapa keuntungan bila dibandingkan dengan saringan pasir cepat, yaitu saringan pasir lambat lebih murah dan sederhana dalam hal pembuatan maupun pengoperasiannya sehingga tetap dapat dibangun di daerah pedesaan. Metode pembersihan media pasir pada saringan pasir lembat adalah dengan cara mencuci pasir seperti biasa, yaitu dengan pengerukan pada lapisan yang paling atas, kemudian dicuci di luar bak dan dikembalikan ke filter setelah beberapa waktu. Biasanya proses pembersihan pasir ini memakan waktu lebih lama bila dibandingkan dengan pembersihan pada saringan pasir cepat.

b) Saringan pasir cepat

Pada proses penjernihan air, saringan pasir cepat lebih penting bila dibandingkan dengan saringan pasir lambat karena teknik dari saringan pasir cepat dapat menghasilkan

air jernih dalam jumlah besar dan dalam waktu yang relatif lebih singkat.

14

agar tingkat kekeruhannya menjadi lebih rendah sehingga dapat mengurangi beban pengotoran pada pasir sewaktu proses berjalan.

Pembersihan saringan pasir cepat dilakukan dengan menggunakan pengaliran balik (back washing), yaitu sistem aliran air keatas dari lapisan dasar dengan kecepatan tinggi sehingga kotoran yang terakumulasi pada pasir akan terangkat dan dialirkan ke drain pembuangan. Luas permukaan unit filter pasir cepat lebih kecil dibandingkan dengan filter pasir lambat.

6. Desinfektan

Desinfeksi diar bertujuan untuk membunuh bakteri, protozoa, dan virus serta ukuran partikel disinfeksi yang dikehendaki adalah berukuran kecil dan yang tidak bersifat racun terhadap manusia (Al-Layla, 1978:219).

Menurut Reynold (1982:527), klorinasi adalah desinfektan yang paling banyak

15

BAB III

RENCANA DASAR

3.1 Kebutuhan Air

Kebutuhan air merupakan banyaknya air yang diperlukan untuk melakukan segala aktifitas, baik itu untuk aktifitas internal maupun kebutuhan eksternal. Kebutuhan air disuatu daerah sangat dipengaruhi oleh jumlah penduduk, aktifitas dominan penduduk, gaya hidup, keadaan sosial ekonomi, agama, dan adat istiadat, keadaan geografi dan perkembangan kota, dimana semua faktor ini sangat mempengaruhi kebutuhan air didaerah tersebut.

Penentuan besarnya kebutuhan air pada suatu daerah sangat diperlukan untuk menentukan kapasitas produksi dari BPAM, sehingga bangunan pengolahan air minum ini dapat melayani seluruh kebutuhan masyarakat. Pada tugas ini Bangunan Pengolahan Air minum direncanakan untuk melayani kebutuhan air mastarakat Kota Trisakti Jaya. Sehingga

sebagian data yang diperlukan dalam tugas ini diambil dari data yang telah ada pada tugas Sistem Penyediaan Air Minum semester terdahulu. Kebutuhan hari maksimum pada daerah perencanaan untuk tahun 2020 yaitu sebesar 134,01 l/dtk sedangakan perkiraan kebutuhan air untuk tahun 2030 adalah sebesar 224,75 l/dtk.

Tabel 3.1 Rekapitulasi Kebutuhan Air Deskripsi 2020 2030

Kebutuhan Domestik 46,12 87,51

Kebutuhan

Non-Domestik 26,04 42,15

Konsumsi Total (l/detik) 72,16 129,66

Kehilangan Air 30% 25%

Kehilangan Air (l/detik) 30,93 43,221

Q rata-rata (l/detik) 103,09 172,89

Fhm 1,3 1,3

Qhm (l/detik) 134,01 224,75

Fjp 1,5 1,5

Qjp (l/detik) 201,0 337,126

(Sumber : Laporan Teknis Sistem Penyediaan Air Minum, 2012)

3.2 Pentahapan BPAM dan Rencana Kapasitas Unit

16

meningkat secara bertahap sesuai dengan peningkatan jumlah penduduk dari tahun 2020 dan 2030.

Perencanaan pentahapan BPAM berfungsi antara lain :

1. Merencanakan kapasitas unit setempat setepat mungkin di dalam memenuhi kebutuhan air yang dibutuhkan.

2. Memberikan gambaran-gambaran perencanaan unit-unit pengolahan yang akan dibangun.

3. Menghindari pemborosan dari segi biaya, konstruksi, operasi dan pemeliharaan.

Range untuk Q modul dapat ditentukan sesuai kebutuhan. Pada pentahapan ini digunakan Q modul sebesar 35 L/dtk. Hal ini berdasarkan pertimbangan dari kapasitas produksi kebutuhan air yang besar dengan mengusahakan sedikit sisa dan penambahan unit yang tidak terlalu banyak.

Untuk mengetahui kapasitas produksi BPAM dapat dilakukan langkah-langkah sebagai

berikut :

1. Suplai harian maksimum

Data hasil perhitungan Qmd dalam l/dtk dikonversikan menjadi m3/hari Contoh perhitungan :

Suplai harian maksimum 2020= 134,01l/dtk x 86400 dtk/hari 1000 m3/hari

= 11578,46m3_/hari

2. Tingkat pemakaian air di pengolahan

Tingkat pemakaian air di pengolahan digunakan untuk pembersihan atau pencucian filter, pembubuhan bahan kimia pada unit-unit operasi tertentu dan untuk operasional karyawan kantor. Persentase penggunaan air dipengolahan berkisar antara nilai 5 – 10 %, tetapi nilai ini tidak harus naik setiap tahunnya, kecuali jika kualitas sungai yang digunakan sebagai air baku mengalami kondisi yang semakin memburuk setiap tahunnya akibat pencemaran yang terjadi. Hal ini menyebabkan air untuk pemeliharaan peralatan akan semakin besar pula.

3. Pemakaian air di pengolahan (m3/dtk)

Rumus : % tingkat pemakaian air di pengolahan x suplai harian maksimum Contoh :

17

= 810,492m3/hari 4. Faktor penyadapan air baku

Faktor konstanta antara 1 – 1,5 dipilih terkecil agar didapatkan hasil yang lebih efektif dalam perencanaan BPAM. Faktor konstanta terkecil yang menunjukkan bahwa instalasi kita baik sehingga kemungkinan terjadi kebocorannya sangat kecil

5. Penyadapan air baku (m3_/hari)

Rumus:

Penyadapan air baku = (suplai harian maks + pemakaian air di pengolahan) x faktor penyadapan air

Contoh :

Penyadapan air baku tahun 2020 = (11578,46+ 810,492) x 1,2

= 14866,742m3/hari

6. Kapasitas produksi

a) Harian maksimum, merupakan kapasitas produksi yang harus dipenuhi saat hari maksimum yang nilainya sama dengan suplai hari maksimum ditambah dengan pemakain air dipengolahan.

Rumus:

Harian maksimum =Suplai harian maksimum + pemakaian air dipengolahan Contoh: tahun perencanaan 2020 = 11578,46+ 810,492

= 12388,96 m3_/hari

b) Tahunan, adalah kapasitas produksi yang harus dipenuhi dalam satu tahun. Perhitungannya di dapat dari perkalian antara harian maksimum dengan 365 hari dan dibagi dengan 106

Contoh perhitungan:

Tahun perencanaan 2020 = 12388,96 m3_{/hari x 365}

18

Tabel 3.2 Kapasitas Produksi BPAM

Keterangan Satuan 2020 2025 2030

Suplai harian max m3/hari 11578,46 13651,2 19418,4

tingkat pemakaian

air di pengolahan % 7% 6% 5%

pemakaian air di

pengolahan m3/hari 810,4925 819,072 970,92

faktor penyadapan

air baku - 1,2 1,2 1,2

penyadapan air

baku m3/hari 14866,75 17364,33 24467,18

kapasitas produksi

:

a. Harian

maksimum m3/hari 12388,96 14470,27 20389,32

L/detik 140 170 240

b. Tahunan juta m3 4,522 5,282 7,442

7. Kapasitas modul/unit efisien

Kapasitas modul/unit yang paling efisien untuk perencanaan ini sebesar 35 l/dtk pada tahun 2020 sebanyak 4 unit dengan sisa 0 l/dtk, pada tahun 2025 sebanyak 1 unit dengan sisa 5 l/dtk dan pada tahun 2030 sebanyak 2 unit dengan sisa 5 l/dtk.

Tabel 3.3 Kapasitas Produksi Harian

2020 kapasitas unit Hasil sisa 2025 kurang unit Hasil sisa 2030 kurang unit Hasil sisa

l/dtk l/dtk l/dtk

140 20 7 140 0 170 30 2 40 10 240 60 3 60 0

140 25 6 150 10 170 20 1 25 5 240 65 3 75 10

140 30 5 150 10 170 20 1 30 10 240 60 3 90 30

140 35 4 140 0 170 30 1 35 5 240 65 2 70 5

140 40 4 160 20 170 10 0 0 -10 240 80 2 80 0

140 45 3 135 -5 170 35 1 45 10 240 60 2 90 30

140 50 3 150 10 170 20 0 0 -20 240 90 2 100 10

140 55 3 165 25 170 5 0 0 -5 240 75 2 110 35

140 60 2 120 -20 170 50 1 60 10 240 60 1 60 0

140 65 2 130 -10 170 40 1 65 25 240 45 1 65 20

140 70 2 140 0 170 30 1 70 40 240 30 1 70 40

19

Tabel 3.4 Rekapitulasi Kapasitas Modul

Tahun penambaha n unit

Grafik 3.1 Pentahapan IPA

3.3 Analisis Kualitas Air Baku

Analisis kualitas air baku dilakukan untuk mengetahui parameter apa saja yang sesuai atau memenuhi dan yang tidak sesuai dengan baku mutu yang telah ditetapkan serta untuk menentukan jenis pengolahan yang paling efektif dan efisien sehingga diperoleh hasil yang baik. Dalam analisis kualitas air yang dijadikan pedoman penentuan parameter dalam air

0

2020 2025 2030

Ka

Grafik Pentahapan IPA

20

adalah Peraturan Pemerintah No.82/2001/GOL1 dan Peraturan Pemerintah

No.82/2001/GOL3. Berikut adalah hasil analisis kualitas air baku sungai Jaya Timur :

Tabel 3.5 Hasil analisis kualitas air baku Sungai Jaya Timur

No Parameter Satuan PP No. 82/2001

Minimu m

Rata-rata Maksimum

A. Fisika

1. Total Dissolved

Solids (TDS) mg/l 1000 773 1047 1321

2. Total Suspended

Solids (TSS) mg/l 50 45 67 89

3. Suhu ⁰C 27 - 32.5 27.3 28.1 28.9

4. Kekeruhan NTU 5 3.2 6.3 9.4

B. Kimia

5. pH - 6 – 9 7.3 7.7 8.1

6. Air Raksa (Hg) mg/l 0.001 0.0005 0.00075 0.001

7. Besi (Fe) mg/l 0.3 0.123 0.223 0.323

8. BOD mg/l 2 5 8.65 12.3

9. COD mg/l 10 12.6 18.05 23.5

10. Chloride (Cl) mg/l 600 6.5 14.4 22.3

11. Dissolved Oxygen

(DO) mg/l >6 3.6 5 6.4

12. Fenol mg/l 0.001 <0.001 0.0017 0.0023

13. Fluoride (F) mg/l 0.5 <0.01 0.11 0.21

14. Mangan (Mn) mg/l 0.1 <0.0289 0.18 0.33

15. Minyak mg/l 1 <0.02 0.51 1

16. NO₂N mg/l 0.06 <0.002 0.028 0.054

17. NH₃N

(Ammonia-Nitrogen) mg/l 0.5 <0.01 0.023 0.037

18. NO₃N

(Nitrogen-Nitrogen) mg/l 10 2 3.1 4.2

19. PO₄P (Phosphate) mg/l 0.2 0.05 0.056 0.062

20. SO₄ (Sulfate) mg/l 400 12.5 41.3 70.1

21. Tembaga (Cu) mg/l 0.2 0.00864 0.0143 0.02

22. Timbal (Pb) mg/l 0.03 0.00451 0.0067 0.0089

C. Mikrobiologi

23. Coli Tinja (x1000) MPN/100

ml 100 56 460 864

24. Coli Total (x1000) MPN/100

ml 1000 56 1633 3210

Keterangan : warna merah tidak memenuhi baku mutu

21

Dalam proses pengolahan air harus memiliki beberapa alternatif dalam pemilihan unit proses dan unit operasinya, salah satunya adalah kualitas air baku. Selain itu, harus dipertimbangkan segi tepat guna dan kemudahan operasi serta perawatannya. Dalam pemilihan unit operasi dan proses harus tepat, untuk itu perlu diketahui kombinasi unsur-unsur atau konstituen dari air yang akan digunakan sebagai sumber air baku air minum. Dengan adanya analisis air baku yang tepat maka diharapkan bangunan pengolahan mempunyai efisiensi dan efektivitas yang tinggi. Pada dasarnya, pemilihan teknik proses pengolahan air tergantung dari:

1. Karakteristik kualitas air baku yang akan diolah. 2. Standar effluent yang akan dikeluarkan.

Suatu pengolahan banyak memiliki alternatif dalam memilih unit operasi dan unit proses. Adapun berbagai jenis unit dalam proses pengolahan air :

I. Pretreatment

1. Saringan kasar, bertujuan untuk menangkap benda-benda yang besar yang terapung diatas permukaan air dengan cara melewatkan air ke suatu penangkap besi.

2. Prasedimentasi, merupakan bangunan pengendap pertama yang berfungsi mengendapkan partikel-partikel padat dengan diameter > 1 nm atau zat terlarut dengan gaya gravitasi. 3. Preklorinasi, berfungsi untuk mengoksidasi senyawa-senyawa yang mudah teroksidasi agar

senyawa-senyawa dapat mengendap.

II. Pembubuhan zat kimia

1. Zat penyerap, berfungsi untuk menyerap partikel atau senyawa yang terlarut yang bersifat racun. Contoh pembubuhan karbon aktif.

2. Zat Koagulasi, adalah pengolahan air dengan membubuhkan zat kimia (Koagulan) yang berfungsi untuk meperbesar ukuran partikel yang tidak mengendap atau lolos dari bak prasedimentasi.

3. pH korektif, berfungsi untuk memeriksa pH terutama setelah penambahan koagulan, karena pada saat itu pH turun. Untuk itu perlu untuk dinetralkan kembali biasanya dengan soda abu.

22

1. Koagulasi,bertujuan menurunkan bahan tersuspensi didalam air. Pada koagulasi memerlukan bahan kimia yang menyebabkan terjadinya ikatan antar partikel yang saling bertumbukan.

2. Flokulasi, merupakan proses transpormasi partikel yang membentuk flok.

3. Sedimentasi, bertujuan mengendapakan flok-flok yang terbentuk karena penambahan koagulan dengan gaya gravitasi.

4. Filtrasi

Adalah proses mengalirkan air hasil sedimentasi atau air baku yang telah memenuhi syarat kekeruhan (<10 mg/L zat padat) melalui media pasir. Proses yang terjadi selama penyaringan adalah : Pengayakan, Flokulasi antar butir, Sedimentasi antar butir, dan proses mikrobiologis. Dari segi kecepatan, filtrasi dibagi menjadi 2:

 Saringan pasir cepat

Saringan pasir cepat lebih efisien dibandingkan saringan pasir lambat karena saringan ini mampu menghasilkan air bening dalam jumlah besar dan waktu yang lebih cepat. Kecepatan penyaringan berkisar antara 4-5 m3_/m2_{/jam bahkan dapat}

mencapai 6 m3/m2/jam. Untuk air baku yang memiliki kekeruhan cukup tinggi, sebelum dimasukkan ke penyaringan harus ditambahkan bahan kimia terlebih dahulu agar tingkat kekeruhannya rendah.

 Saringan pasir lambat

Berfungsi untuk menghilangkan zat-zat organic dan organisme pathogen dengan saringan pasir yang kecepatannya kurang lebih 20 - 50 kali lebih lambat daripada saringan pasir cepat. Memiliki selaput tipis yang disebut schmutzdecke yang melapisi permukaan dari lapisan pasir yang mengandung sejumlah besar jenis mikroorganisme biologis aktif.

IV. Pengolahan Oksidasi

1. Aerasi

Dilakukan dengan memasukkan udara kedalam larutan atau menyemprotkan air ke udara. Contohnya dalam pengolahan besi, dengan menggunakan metode pengendapan, yang mengubah besi menjadi ion ferri yang kemudian mengalami hidrolisa menjadi endapan Fe(OH)3. Proses aerasi lebih berhasil bila diikuti dengan filtrasi. Bila air

23

membutuhkan waktu yang relatif lama, untuk mempercepat dapat dibantu dengan menambah zat kimia tertentu seperti klorin.

V.Desinfeksi

Merupakan proses penambahan zat desinfektan yang berguna untuk membunuh

mikroorganisme pathogen dan juga menyediakan klorin sisa untuk sampai

kekonsumen.Desinfektan kimia dapat menggunakan kaporit, gas klor, gas iod, ozon dan KMnO4.Desinfektan fisik dapat menggunakan sinar UV atau dengan pemanasan.

VI. Netralisasi

Penambahan asam/basa yang berfungsi untuk menetralkan pH air. Agar tidak menimbulkan gangguan pada jaringan pipa seperti korosif.

VII. Pengolahan Khusus/lainnya (sistem inkonvensional)

Sistem inkonvesional adalah suatu pengolahan air minum dimana air yang akan diolah

sudah tercemar oleh zat-zat atau buangan padat yang tidak pernah terurai oleh mikroorganisme seperti deterjen. Metoda yang terpilih dalam hal ini adalah aerasi.Dilakukan dengan memasukkan udara kedalam larutan atau menyemprotkan air ke udara. Contohnya dalam pengolahan besi, dengan menggunakan metode pengendapan, yang mengubah besi menjadi ion ferri yang kemudian mengalami hidrolisa menjadi endapan Fe(OH)3.

Pengolahan air pada sistem inkonvensional dapat dilakukan dengan filter karbon aktif (arang kayu/batu bara) pada akhir proses pengolahan. Karbon aktif yang digunakan berbentuk granular atau bubuk. Dalam sistem inkonvensional selain itu dapat dilakukan dengan cara pertukaran antara ion dengan air dengan ion medium pertukaran (resin).

Beberapa alternatif yang dapat dilakukan untuk pemilihan unit operasi yang digunakan untuk mengolah air Sungai Trisakti Jaya adalah seperti pada tabel 3.5 berikut :

Tabel. 3.6 Alternatif Pemilihan Unit Operasi

24

Keterangan Unit Operasi

Alternatif 1

Alternatif 2

Alternatif 3

3.5Diagram Skema BPAM

Alternatif dan pemilihan unit operasi dan unit proses yang digunakan untuk mengolah air Sungai Trisakti Jayayang terpilih adalah alternatif 3. Alternatif 3 dianggap paling efisien dari segi fisik maupun ekonomi. Pada skema alternatif terpilih, tidak ada unit aerasi, hal ini dikarenakan meskipun pada pengolahannya jumlah oksigen yang dibutuhkan kurang, tetapi hal ini dapat dilakukan alternatif lain untuk menambah jumlah oksigen yaitu dengan dibuat

Intake Aerasi Prasedimentasi

Koagulasi Flokulasi Filtrasi

desinfeksi Reservoir

Intake Aerasi Koagulasi

Flokulasi Filtrasi desinfeksi

Reservoir

Intake Prasedimentasi Koagulasi

Flokulasi Filtrasi desinfeksi

25

sistem hidrolis disetiap mekanisme perjalanan air dari unit ke unit. Tanpa adanya unit aerator, dapat mengurangi luas wilayah yang dibutuhkan dan memperkecil biaya operasi unit .

Pada skema unit operasi terpilih, digunakan unit prasedimentasi, hal ini bertujuan untuk mengurangi beban kerja di unit selanjutnya, sehingga mengurangi biaya operasi unit. Dengan adanya unit prasedimentasi, partikel berukuran besar dapat lebih dahulu mengendap, sehingga dapat mengurangi beban kerja pada unit koagulasi, yaitu dapat mengurangi jumlah pemakaian koagulan sehingga biaya operasi menjadi lebih murah.

Skema unit operasi terpilihdapat dilihat pada diagram 3.1 berikut:

Diagram 3.1 Skema Unit Operasi Terpilih

3.6 Bangunan Penunjang

Bangunan penunjang dalam Instalasi Pengolahan air minum diperlukan untuk membantu kelancaran proses pengolahan air sehingga hasil yang diinginkan dapat tercapai. Adapun bangunan penunjang yang dibutuhkan yaitu :

a. Ruang Kontrol

Ruang kontrol berfungsi sebagai ruang pengendalian dan pemantauan sistem kerja terutama pada unit operasi. Sehingga apabila terjadi kerusakan pada alat

Sungai

intake prasedimentasi koagulasi flokulasi

sedimentasi

Filtrasi

26

operasional dapat langsung diketahui dan diperbaiki. Selain itu juga dapat berfungsi sebagai sarana pemeliharaan alat.

b. Laboratorium Analisis

Laboratorium ini berfungsi untuk memantau dan memeriksa hasil dari pengolahan air terutama pada unit proses. Sehingga kualitas air tetap terjaga sampai pada proses pendistribusian.

c. Ruang Proses Pembubuhan Zat Kimia

Ruang ini berfungsi sebagai tempat penambahan bahan kimia terutama pada unit proses serta melindungi tangki pembubuhan dari kontaminasi faktor luar.

d. Ruang Pompa

Ruang pompa dimaksudkan sebagai ruang peletakan pompa sebagai sarana untuk pemompaan air baku ke bangunan intake maupun dari reservoir ke jaringan

distribusi.

e. Gudang Peralatan dan Bahan Kimia

Gudang peralatan dibutuhkan sebagai tempat penyimpanan alat operasional sehingga terhindar dari kehilangan barang dan kapan saja dibutuhkan dapat langsung diambil. Sedangkan untuk gudang bahan kimia sebaiknya dipisahkan dari gudang peralatan, hal tersebut dimaksudkan agar bahan kimia terlindungi dari faktor luar dan tidak mengkontaminasi lingkungan sekitar.

f. Ruang Pembangkit Tenaga Listrik

Ruang pambangkit tenaga listrik dibutuhkan sebagai ruang untuk penyimpanan generator yang berfungsi mensuplai listrik pada proses pengolahan. Terutama jika suplai listrik dari PLN berkurang sehingga dapat dibantu oleh generator tersebut.

g. Ruang Pembangkit Tenaga Listrik (genset)

Berfungsi untuk menyediakan tenaga listrik atau tempat penyimpanan generator sehingga proses pengolahan dapat berlangsung secara terus menerus.

h. Kantin

Tempat karyawan untuk menambah makan dan minum.

27

Tempat dimana karyawan dapat beribadah sholat.

j. Klinik Kesehatan

Tempat dimana apabila karyawan sakit lalu akan diobati. Untuk memenuhi keselamatan kerja karyawan di tempat pengolahan air.

BAB IV

RENCANA DETAIL

4.1 Maksud, Tujuan dan Fungsi Unit Operasi dan Unit Proses BPAM

Instalasi Pengolahan Air (IPA) berfungsi untuk mengolah air baku dari sungai hingga diperoleh air yang bersih yang dipergunakan sebagai air minum dengan kualitas yang memenuhi syarat yang telah ditentukan. IPA yang direncanakan meliputi berbagai macam unit operasi dan unit proses, yaitu :

1. Bangunan Penyadap (Water Intake)

Maksud dan tujuan dari bangunan penyadap adalah sebagai sarana pengambilan air sehingga pada saat muka air terendah dan muka air tertinggi supply air ke BPAM masih dapat dilaksanakan. Fungsi bangunan penyadap adalah untuk menyadap air baku yang

berasal dari sungai yang kemudian dialirkan ke IPA melalui pipa transmisi. Lokasi penempatannya di hulu sungai yang keadaan airnya stabil dan terhindar dari pencemaran langsung.

2. Bak Penyadap Awal (Bak prasedimentasi)

Maksud penggunaan bak ini adalah karena kualitas air baku dari sungai yang digunakan mempunyai kekeruhan yang cukup tinggi. Bangunan ini juga bertujuan untuk mengendapkan partikel-partikel kasar dan berukuran besar dan mengendapkan partikel kecil dengan gaya gravitasi tanpa menggunakan zat kimia sedangkan fungsinya adalah mengurangi beban pengolahan pada unit-unit selanjutnya.

3. Bak Pengaduk Cepat (Bak Koagulasi)

Bak Koagulasi ini digunakan dengan maksud mengurangi kekeruhan dari air baku karena bak ini bertujuan melakukan proses koagulasi dengan membuat keadaan yang homogen

28

bahan organik sebagai pengganggu dan menurunkan konsentrasi bahan tersuspensi dalam air.

4. Bak Pengaduk Lambat (Bak Flokulasi)

Maksud dari bak flokulasi adalah pembentukan flok dan tujuan penggunaan bak ini adalah untuk menyatukan flok-flok yang terbentuk akibat adanya koagulan sebagai pengikat. Fungsi bak ini adalah membentuk flok-flok ukuran tertentu sehingga dapat diendapkan pada bak sedimentasi.

5. Bak Pengendapan (Bak Sedimentasi)

Bak sedimentasi bertujuan untuk mengurangi kekeruhan dan kontaminan-kontaminan air yang telah tergabung dalam flok-flok yang dihasilkan pada poses flokulasi. Fungsi bak ini adalah memisahkan partikel-partikel padat dari suspensi (flok-flok) dengan gaya gravitasi. 6. Bak Penyaring (Bak Filtrasi)

Maksud dan tujuan dari penyaringan adalah untuk menghilangkan kekeruhan dan warna juga menyaring sebagian bakteri yang masih terdapat pada air baku. Fungsi dari bak filtrasi ini adalah menyaring flok-flok yang belum terendapkan pada bak sedimentasi sehingga air yang dihasilkan sudah hampir memenuhi syarat sebagai air minum. Saringan yang dipakai pada bak filtrasi ini adalah saringan pasir cepat, karena:

a. Tidak membutuhkan lahan yang luas

b. Dapat dicuci tanpa mengganti media penyaring

c. Kecepatan penyaringan yang cepat

Saringan ini menggunakan satu media penyaring yaitu pasir dan media pendukungnya adalah kerikil.

7. Unit Pembubuhan Bahan Kimia

Pembubuhan bahan kimia dalam unit pengolahan air adalah pembubuhan koagulan dan desinfektan. Koagulan bermaksud menyatukan partikel sedangkan desinfektan bertujuan untuk membunuh bakteri pathogen sehingga memenuhi syarat kualitas biologis air.

4.2 Kriteria Perencanaan Unit Operasi dan Unit Proses BPAM

4.2.1 Bangunan Penyadap (Intake)

Bangunan penyadap yang digunakan berupa menara intake, yang terletak di sungai, dengan kriteria :

29

4.2.2

Prasedi

mentasi

Tab

el 4.2

Kriteri

a Desain Bangunan Prasedimentasi

Kriteria Desain

Komponen Kriteria Satuan Sumber

Surface Loading 20 – 80 m3_/m2 _h

Christopher dan Okun

(1991)

Td 0.5 – 3 Jam

P : L 4 : 1 - 6 : 1

P : H 5 : 1 - 20 : 1

Nfr < 10-5

Nre < 2000

Kedalaman (H) 1.5 - 2.5 M

V inlet 0.2 - 0.5 m/detik

Tinggi air di V notch 0.03 - 0.05 M

Viskositas 0.9 - 10.6

Weir loading 0.002 - 0.003

Kadar lumpur 5 – 8 %

Slope bak lumpur 1 – 2 %

Tinggi Freeboard > 0.3 M

V (suhu air 27c) 0,864*10-6

1.2.3 Koagulasi (Hidrolis)

KRITERIA DESAIN

Komponen Kriteria Satuan Sumber

v intake <0,035 m/detik Qasim, 2000

v inlet strainer 0,15-0,3 m/detik

Al-laila, 1978

diameter strainer 0,006-0,012 m

A kotor strainer 2 x A efektif strainer

v air dalam pipa 0,6-1,5 m/detik

Td >20 Menit

H foot valve > 60

Q backwashing 1/3 Qhisap

30

Tabel 4.3 Kriteria Desain Koagulasi (Hidrolis)

Kriteria Desain

Gradien kecepatan (G) 700 - 1000

Waktu detensi (td) 20-60

Bilangan Froud 4-9

1.2.4 Flokulasi (Mekanis)

Tabel 4.4 Kriteria Desain Flokulasi (Mekanik)

Kriteria Desain

Gradien kecepatan (G) 10-50

Waktu detensi (td) minimum 20

Luas total blade 15 %- 20 %

Diameter paddle 50%-80% lebar bak

Rotasi 5 – 100 rpm

G1 50

G2 20

G3 10

Gradien Rata rata (G) 26,66666667

Tinggi (H) 3

Lebar Paddle 1/6 - 1/10 dPaddle

1.2.5 Sedimentasi

Tabel 4.5 Kriteria Desain Sedimentasi

Kriteria Desain

SL 60-120 m3_/m2_/hari

Td 1-3 jam

NRE < 2000

NFR > 10-5

Tebal plate 2,5-5 cm (tp)

Jarak antar plate 2,5-5 cm

Sudut kemiringan

31

Kriteria Desain

Beban permukaan (Vo) 60-150 m/hr

Kec. horizontal rata rata 0,05-0,13 m/mnt

Kedalaman air 3-5 m

Beban weir 90-360 m/hr

Jarak pipa inlet ke zona lumpur 0,3-1 m

Jarak plat ke zona lumpur 1-1,14 m

Jarak gutter ke plat 0,4-0,6 m

Tinggi air vnotch (Hv) 2-5 cm

Kadar lumpur 4-6%

% removal 64,2

Tinggi plat (Hp) 1-1,2 m

Lebar plat (Lp) 1-2,5 m

Min diameter lubang (orifice) 5 cm

1.2.6 Filtrasi

Tabel 4.6 Kriteria Desain Filtrasi

Kriteria Desain

Kecepatan filtrasi (Vf) 8-12 m3_/m2_/jam

Tebal media pasir 60-80 cm

Tebal media penahan 18-30 cm

Td backwash 5-15 menit

Tinggi air di atas media 0,9-1,2 m

Jarak dasar gutter dengan atas media pasir saat ekspansi 20-30 cm

A orifice:A bak (0,0015-0,005):1

A lateral:A orifice (2-4):1

A manifold:A lateral (1,5-3):1

Jarak antar orifice 7,5-30 cm

D orifice 0,6-2 cm

P:L (1:2)

32

4.2.7 Reservoir

Kriteria desain :

1. Reservoir dibuat dari konstruksi beton bertulang baja

2. Bagian atap dan yang terendam tanah harus dilapisi dengan bahan kedap air.

3. Reservoir harus dibagi minimal 2 (dua), sebagai cadangan bila salah satu bak mengalami kerusakan/ pencucian.

4. Bila data fluktuasi pemakaian air tidak dapat diperoleh, maka kapasitas reservoir minimal 15% dari kebutuhan air maksimum dalam 1 hari.

5. Tinggi bebas bak minimal diatas muka air, maksimal 30 cm. 6. Dasar bak minimal berjarak 15cm dari muka air minimum. 7. Kemiringan bak (didasarnya) 0,5 – 1% ke arah pipa penguras

4.3 Perhitungan Unit Operasi dan Unit Proses BPAM

4.3.1 INTAKE

a) Kecepatan Aliran

Qpenyadapan = (Qmd + pemakaianair di pengolahan) * faktor penyadapan

= (19418,4 + 970,92) *1,2 = 24467,18m3_/hr

= 24467,18m3_{/hr : 86400 = 0,28 m}3_/dtk

V asumsi = (0,6 – 1,5) m/dtk : 0,7 m/dtk

A = 𝑄

𝑉 =

0,28 m3/dtk

0,7 m/dtk = 0,38 m 2

D = [4 𝑥𝐴

𝜋 ]

1/2 _{= [}4 𝑥0,38 m2 3,14 ]

1/2 _{= 0,71} _{0,7 m}

Check v :

A = 1

4π d

2 ₌ 1

4 3,14 (0,7) 2

= 0,38 m2

V = 𝑄

𝐴 =

0,28 𝑚3/𝑑𝑡𝑘

0,38 𝑚2 = 0,7 m/dtk...(Ok)

b) Bar screen

Tabel 4.7Kriteria desain dan Kriteria Terpilih Bar Screen:

Kriteria Bar Screen Kriteria Terpilih

Lebar batang (w) = (1

2 -3

4) inchi (w) yang direncanakan

2

33

Kriteria Bar Screen Kriteria Terpilih

Lebar bukaan (b) = (2 – 3) inchi (b) yang direncanakan 2” = 2 x 0,025 = 0,0500 m

Kecepatan horizontal (Vh) 0,6 m/dtk (Vh) yang direncanakan = 1 m/dtk

Sudut bar screen terhadap horizontal

() = 600

() Sudut bar screen terhadap horizontal terpilih =

600

Faktor bentuk batang screen () =

1,79 (bentuk lingkaran)

()Faktor bentuk batang screen terpilih = 1,79

(bentuk lingkaran)

Headloss  0,15 m Headloss 0,15 m

Lebar bar sreen (L) = 1 m

Sumber : (Susumu Kawamura, 1990)

Luas penampang saluran bar screen (Ac) = 𝑄

𝑉ℎ =

0,28 𝑚3/𝑑𝑡𝑘

1 = 0,28 m

Tinggi muka air (t) = 𝐴𝑐

𝐿 =

0,28

0,500 = 0,56 m

Free board (W) = 20% x t = 0,2 x 0,47 = 0,0944 m

Tinggi bar screen (H) = t + W = 0,47 + 0,0944 = 0,566 m

Jumlah bar yang diperlukan = L = nw + (n + 1)b

1 = 0,01875n + (n + 1) x 0,0625 1 = 0,01875n + 0,0625n + 0,0625 1 = 0,035125n + 0,0625

1 – 0,0625 = 0,035125n 0,9375 = 0,035125n

N = 10,40011 batang

Lebar efektif (L’) = (n + 1) x b = (11- 1) x 0,0500 = 0,5000 m  0,50 m

Panjang batang terendah (t’) = _{sin 60}𝑡 = 0,4720

0,866 = 0,667 m Ac efektif (Ac’) = t’ x L’ = 0,50 x 0,667 m = 0,338 m

Kecepatan melalui bar (Vh’) = 𝐴𝑐𝑥𝑉ℎ_𝐴𝑐′ = 0,28 𝑥1

0,338 = 0,848 m/dtk

Penurunan muka air melewati bar hv = (𝑉ℎ′)2

2𝑔 = (0,848)2

2𝑥 9,81 = 0,036 m Δ H =  x( 𝑤

𝑏)

4/3 _{x hv x sin 60}0 _{= 1,79 x(} 0,0125 0,0500)

4/3 _{x 0,03522 x 0,866}

= 0,0082 m

34 = 0,46 m

c) Sumuran (Intake Well)

Tabel 4.8 Kriteria Terpilih Intake Well Kriteria Terpilih Satuan

Sumuran berbentuk segi empat 1 buah

Td 25 menit = 1500 detik

Ketinggian dari dasar sungai ke dasar sumur 7,5 m (min 1 m dari dasar sungai)

Level air batas atas sumuran (LBA) 6 m

Level air batas bawah sumuran (LBB) 1 m

Freeboard/ H bebas 0,5 m

Volume saluran = Q x Td = 0,28 m3/dtk x 1500 dtk= 424,7 m3 Tinggi efektif (Hef) = LBA + LBB= 6 m + 1 m= 7 m

Tinggi total (Htot) = Hef + H bebas= 7 m + 0,5 m= 7,5 m

A = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒

𝐻𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 =

424,7 𝑚3

7,5 𝑚 = 56,63 m 2

Sumuran segi empat dengan P : L = 1 : 1

A = P x L

56,63 m2 = L

L = √56,63 = 7,52 m 7,5 m

Check Td

A = P x L = 7,5 x 7,5= 56,25 m2

Volume = A x Htot

= 56,25 m2 x 7,5 = 421,87 m3

Td = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒

𝑄 =

421,87 𝑚3 0,28 𝑚3_𝑑𝑡𝑘𝑋 60 𝑑𝑡𝑘/𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡

= 25 menit.... (OK)

d) Pompa

Q pompa = Q aliran = 0,28 m3/dtk

Pipa sunction = 7 m

Pipa discharges = 12 m

V = 1 m/dtk

A = 𝑄

𝑉 =

0,28 𝑚3/𝑑𝑡𝑘

35 D = [4 𝑥𝐴

𝜋 ]

1/2 ₌ [4 𝑥 0,28 3,14 ]

1/2 _{= 0,600} _{0,6 m}

Check v :

A = 1

4π d

2 ₌1

4 3,14 (0,6)

2_{= 0,2826 m}2

V = 𝑄

𝐴 =

0,28 𝑚3/𝑑𝑡𝑘

0,28 𝑚2 = 1,002 m/dtk...(Ok) Major Loses

Pipa SuctionHf = ( 𝑄

0,2785 𝑥𝐶𝑥𝐷2,63)1,85 x L

= ( 0,28

0,2785 𝑥 130 𝑥0,62,63)1,85 x 7m= 0,012 m

Pipa DischargeHf = ( 𝑄

0,2785 𝑥𝐶𝑥𝐷2,63)1,85 x L

= ( 0,28

0,2785 𝑥 130 𝑥0,62,63)1,85 x 12 m = 0,021 m Minor Loses

Belokan

Terdapat 2 belokan, dimana K belokan = 0,5 V = 1 m/dtk (asumsi)

Hm = K x 𝑉2

2𝑔 = 0,5 x

12

2 𝑥 9,81= 0,025 m

Jadi Hf belokan = 2 x 0,025 m = 0,051 m

Terdapat 1 buah tee, dimana Ktee = 1,5

V = 1 m/dtk (asumsi)

Hm = K x 𝑉2

2𝑔 = 1,5 x

12

2 𝑥 9,81= 0,07 m

Jadi Hf tee = 1 x 0,07 m = 0,07 m

Valve

Kvalve = 0,8

V = 1 m/dtk (asumsi)

Hm = K x 𝑉2

2𝑔 = 0,8 x

12

2 𝑥 9,81= 0,040 m

Direncanakan H statis = 6,5 m

Hf Total =Hf pipa sunction +Hf pipa discharge+Hf belokan+Hf tee+Hf akibat valve +H static

= 0,012 m + 0,021 m +0,051 m + 0,76 m + 0,040 m + 6,5 m = 6,7 m

36

Direncanakan efisiensi pompa (η) = 80%

P = 𝜌𝑥𝑔𝑥𝑄𝑥𝐻

𝜂 =

1000_𝑚3 𝑘𝑔𝑥 9,81 𝑥 0,28 𝑥 6,7

0,8 = 23274,44 kgm

2_/dtk3

= 23274 watt

4.3.2 PRASEDIMENTASI

a) Zona Pengendapan

Dengan pertimbangan unit produksi efisien, ditentukan Q modul setiap unit adalah 35 L/detik = 0,035 m3_/detik.

Q modul = 35 L/dtk = 0,035 m3_/dtk

% removal = 80%

Good Performance = 2,1 (t/td)

Asumsi Vo = 60 m3_/m2_{/hari x} 1 ℎ𝑎𝑟𝑖

(24 𝑥 60 𝑥 60)𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 = 9,25.10-4 m/dtk

T = 27 0C jadi  = 0,864x10-6

Luas Zona Pengendapan (A)t/td = 𝑉𝑜

(𝑄_𝐴)

A = 𝑄𝑥𝑡

𝑉𝑜𝑥𝑡𝑑 =

0,035 𝑥 2,1 9,25 .10−4

= 79 m2

Dimensi Panjang (P), Lebar (L), dan Tinggi (H) Lebar Bak Pengendapan

Asumsi P : L = 4 : 1

A = P x L m2 _{= 4L x L}

79 m2 _{= 4L}2

19,75 m2 _{= L}2

√19,75 𝑚2 _{= L}

4,45 = L L4 m

Panjang Bak Pengendapan

P = 4L

P = 4 x 4 m

P = 16 m

37

H = 1

12 x P 0,8

= 1

12 x 16 0,8

= 1,5 m

Jadi dimensi bak pengendapan adalah P = 16 m, L = 4 m, dan H = 1,5 m

Cek Bilangan Reynold

Td = 𝐻

(𝑄_𝐴) = 𝐻𝑥𝐴

𝑄 =

1,5 𝑥 79

0,035 = 3402 dtk

Vh = 60 m3_/m2_{/hari x} 1 ℎ𝑎𝑟𝑖

(24 𝑥 60 𝑥 60)𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 = 5,83.10-4 m/dtk

R = 𝐵𝑥𝐻

𝐵+(2𝐻) =

8 𝑥 1,5

8+(2 𝑥 1,5) = 0,86 m

Cek NRe

Nre = 𝑉ℎ𝑥𝑅_ = 0,0058 𝑥 0,86

0,864 𝑥 10−6 = 578,7< 2000 (Ok)

Cek NFr

Vh = 𝑄

𝐵𝑥𝐻 =

0,035

4 𝑥 1,5 = 0,005m/dtk

NFr= 𝑉ℎ^2

𝑔𝑥𝑅 =

0,005^2

9,81 𝑥 0.86 = 4 x 10

-6_{< 10}-5 _(Ok)

Cek Kecepatan Penggerusan

Vsc = √8 𝑥𝑥𝑔𝑥(𝜌𝑠−𝜌𝑤)𝑥𝑁𝐹𝑟

𝛼𝑥𝜌𝑤 = (

8 𝑥 0,05 𝑥 9,81 𝑥(2,65− 0,996)𝑥1,91 𝑥 10−6 0,03 𝑥 0,996 )

0.5

= 0,029 m/dtk

= 0,029> 0,00562 (Vsc > Vh)

(Tidak terjadi penggerusan)

b) Sludge Zone

Q = 0,035 m3/dtk B = 4 m

Vs = 0,0058 m/dtk Volume Lumpur

Konsentrasi Ps = 270 NTU x 0,0013 kg/m3 _{= 0,351 kg/m}3 Berat jenis sludge (ρ) = 2,5 kg/L

% Removal = 80%

Asumsi kadar lumpur = 8%

38

Freeboard antara lumpur dengan zona inlet 50%H = 50%.2 m

= 1 m

Lumpur yang diendapkan = 80% x 0,351 kg/m3

= 0,280 kg/m3

Lumpur yang dimasukkan di bak pengendapan

= 0,058 m3_{/dtk x 0,28 kg/m}3

= 0,010 kg/dtk

Lumpur yang dihasilkan per hari/bak = 0,010 kg/dtk x 86400 𝑑𝑡𝑘

1 ℎ𝑎𝑟𝑖

= 849,14 kg/hari

Volume lumpur/hari/bak = 𝐿𝑢𝑚𝑝𝑢𝑟𝑦𝑎𝑛𝑔𝑑𝑖ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙𝑘𝑎𝑛

(% 𝑙𝑢𝑚𝑝𝑢𝑟)𝑥 (𝜌𝑙𝑢𝑚𝑝𝑢𝑟)

= 849,14 𝑘𝑔/ℎ𝑎𝑟𝑖

(0,035)𝑥 (2,5 𝑘𝑔/𝐿)

= 4245,69 L/hari

= 4,24 m3/hari

Dimensi Ruang Lumpur Untuk Bak Pengendapan Dimensi ruang lumpur menggunakan limas terpancung A1 = luas bawah

A2 = luas atas

Asumsi A1 = 20% A2 Asumsi H = 1 m

Luas Ruang lumpur = 1/3 H x (A1 + A2 + (A1 x A2)1/2₎

10,8 m3_{/hari = 1/3 x 1 m x (A1 x 0,2A1 + (A1 x 0,2A1)}1/2₎

10,8 m3_{/hari= 1/3 m x (1,647 A1)}

10,8 m3_{/hari = 0,549 m A1}

A1 = 10,8 𝑚3/ℎ𝑎𝑟𝑖

0,549 𝑚 = 1,54 m

2 _{2 m}2

A1 = P x L

2 m2_{= P x 8}

P = 2,5 m

A2 = 20% x A1

= 20% x 20 m2

= 0,4 m2

39 4 = 4L x L

4 = 4L2 1 = L2

L = 1 m

P = 4B

P = 4 m

Pengurasan Lumpur

Pengurasan dilakukan setiap 24 Jam untuk Bak Pengendapan

Pipa Pengurasan Q = 0,035 m3_/dtk

V = 1,2 m/dtk

Luas Pipa Pengurasan

A = 𝑄

𝑉 =

0,035 𝑚3/𝑑𝑡𝑘

0,9 𝑚/𝑑𝑡𝑘 = 0,04 m 2

Diameter

A = 1⁄₄πd2

d = √4 𝑥𝐴

𝜋 = √ 4 𝑥0,04

3,14 = 0,22 m 250 mm

Q Pengurasan

Q = A x V

= 1⁄₄πd2 x V

= 1⁄₄x 3,14 x (0,252_)m2 _{x 0,9 m/dtk}

= 0,04 m3/dtk

Lama Waktu 1x Pengurasan

T = 𝑉𝑏𝑎𝑘𝑙𝑢𝑚𝑝𝑢𝑟

𝑄𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑟𝑎𝑠𝑎𝑛 =

4,24 𝑚3

0,04 𝑚3/𝑑𝑡𝑘 = 96,15 detik 2 menit

c) Zona Inlet

Q modul = 0,035m3/dtk

V = 0,3 m/dtk

40 A = 𝑄

𝑉=

0,035 𝑚3/𝑑𝑡𝑘

0,3 𝑚/𝑑𝑡𝑘 = 0,12 m 2

Lebar Inlet Asumsi P = 2L

A = P x L

0,12 m2= 2L x L 0,12 m2= 2L2

L = √0,12 𝑚2

2 = 0,17 m = 0,2 m

Panjang Inlet

P = 2L = 2 x 0,2 m = 0,25 m = 0,25 m

Keliling Basah

R = 𝑃𝑥𝐿

2𝐿+𝑃 =

0,25 𝑥 0,2

2(0,2)+0,25 = 0,07 m

Slope Inlet

Q = 1/n x R2/3 x S1/2

0,035m3/dtk = 1/0,015 x 0,072/3mx S1/2

0,035 m3/dtk = 18,82m x S1/2

S1/2 = 0,00425

S = 9 x 10-5 Check V

Q = 1/n x R2/3 _{x S}1/2

V x A = 1/n x R2/3 _{x S}1/2

V =

1 𝑛𝑥𝑅

2_⁄3 𝑥𝑆1⁄2 𝐴

=

1 0,015𝑥0,07

2_⁄3

𝑥 (9 𝑥10−5)1⁄2

0,16 = 0,3 m/dtk (Ok)

Panjang Inlet = 10% x P Settling Zone

= 10% x 32 m = 3,2 m

Lebar Inlet Zone = Lebar Settling Zone = 8 m

Tinggi Inlet Zone = Tinggi Settling Zone = 2 m

Perforated Wall

41 = 1⁄₄3,14 x (0,1)2

= 0,00785 m2

Kecepatan Aliran Lubang (v) = ¼ Vinlet

= ¼ x 0,3 m/dtk = 0,075 m/dtk

Q lubang = A lubang x V lubang

= 0,03 m2 x 0,075 m/dtk = 0,02m3/dtk

Banyak Lubang = 𝑄𝑏𝑎𝑘

𝑄𝑙𝑢𝑏𝑎𝑛𝑔 = 𝑄𝑏𝑎𝑘 𝑄𝑙𝑢𝑏𝑎𝑛𝑔 =

0,035 𝑚3_{/𝑑𝑡𝑘}

0,02 = 14,86 lubang 15 lubang

Direncanakan 15 lubang tersusun secara

Vertikal sebanyak = 7 lubang

Horizontal sebanyak = 8 lubang

Jarak antar lubang horizontal

P lubang = (n + 1) x b + (n x t)

3,2 m = (10 + 1) x b + (10 x 0,1) 6,4 m = 11 b + 1

11 b = 6,4 m – 1 11 b = 5,4

b = 0,54 m  0,5 m

Jarak antar lubang vertikal

h lubang = (n + 1) x b x (n x t) 2 m = (10 + 1) x b x (10 x 0,1)

2 m = 11 b x 1

11 b = 2 m – 1

11 b = 1

b = 0,09 m

d) Outlet Zone

Type V Notch Q = 0,035 m3/dtk

L = 1/3 L settling = 1/3 x 4 m = 1,33 m H = 1,5 m

42 Jumlah Pelimpah yang Digunakan

𝑄𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙

𝑛𝑥𝐿 < 5 x h x Vs 0,035 𝑚3_{/𝑑𝑡𝑘}

𝑛𝑥 8 𝑚 < 5 x 2 x 6,94.10 -4

8 n x 0,00694 < 0,035 0,055 n < 0,035

N > 1,45

Jadi digunakan 2 gutter dengan 4 pelimpah

Dimensi V Notch

Asumsi h air di V Notch = 5 cm = 0,05 m

Freeboard = 50% x 0,05 m = 0,025 m

H total = 0,05 m + 0,025 m = 0,075 m

Lebar pintu V Notch = 2 x H total

= 2 x 0,075 = 0,15 m

Q tiap V Notch = 𝐿𝑒𝑏𝑎𝑟𝑉𝑁𝑜𝑡𝑐ℎ𝑋(𝐻𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙)1,5

8

= 0,15 𝑋(0,075)1,5

8

= 4 x 10-4 _m3_/dtk

Jumlah V Notch = 𝑄𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙

𝑄𝑉𝑁𝑜𝑡𝑐ℎ =

0,035 𝑚3/𝑑𝑡𝑘 3,85 𝑥10−4_𝑚3_{/𝑑𝑡𝑘}

= 90,1 buah = 91 buah

Jumlah V Notch /Gutter = 91/2 buah = 46 buah

Jumlah V Notch/ tiap sisi = 46/2 = 24 buah

Pelimpah sisi kanan = 12 buah

Pelimpah sisi kiri = 12 buah

Dimensi Gutter

Asumsi jarak antar V Notch = 15 cm = 0,15 m

Jarak Vnotch dari tepi = ½ x Jarak antar Vnotch

= ½ x 0,15 m = 0,075 m

Q tiap Gutter = 𝑄 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙

𝑛 =

0,035

2 = 0,0175 m 3_/dtk

43

= (12 x 0,15 m) + (12 x 0,15 m) = 3,6 m = 4 m

Q tiap Gutter = 0,00175 m3/dtk

= 0,00175 m3/dtk x 35,3147 cfs

= 0,061 cfs

Untuk 1 Gutter :

Q Gutter = 0,061 x Bp x Ho3/2

Keterangan :

Bp = lebar Gutter (ft) = 1,5 Ho Ho = tinggi air dalam Gutter Hp = tinggi Gutter

Maka : 0,061 cfs = 2,49 x Bp x Ho3/2

0,061 cfs = 2,49 x 1,5 Ho x Ho3/2

0,061 cfs = 3,735 x Ho5/2

Ho5/2 = 0,377

Ho = 0,67 ft

= 0,67 x 0,3048 m = 0,20 m

Lebar Gutter (Lp) = 1,5Ho

= 1,5 x 0,20 m = 0,31 m

Tinggi Gutter (Hp) = Ho + 15% Ho + tinggi air dalam Vnotch + freeboard

= 0,20 m + (0,15 x 0,20) m + 0,05 m + 0,025 m = 0,31 m

Jarak antar Gutter = 8𝑚 −(2+1)𝑥 0,3𝑚

(2+1)𝑥 2 = 0,25 m

A = 𝑄

𝑉 =

0,035

1,2 = 0,03 m 2

A = 1⁄₄πd2

d = √4𝑥 0,03

3,14 = 0,19 m 200 mm

P = 𝐴

𝐷 = 0,03

0,20 = 0,14 m

Volume bak

44 = 0,01 m3

Check V Q = A x V

0,035 m3/dtk = ¼. 3,14. (0,22) x V

0,035 m3_{/dtk = 0,0706 V}

V = 1,11 m/dtk (Ok)

e) Saluran Pengumpul

Q = 0,035 m3_/dtk

V desain = 0,8 m/dtk

Lebar saluran pengumpul = 0,5 m

Freeboard = 0,2 m

Dimensi bak

A = 𝑄

𝑉 = 0,035

0,8 = 0,04 m 2

H air = 𝐴

𝐿+ 𝐹𝑟𝑒𝑒𝑏𝑜𝑎𝑟𝑑

= 0,04

0,5 + 0,2

= 0,29 m

A = 1⁄₄πd2

d = √4𝑥𝐴_ = √4 𝑥0,04

3,14 = 0,24 m 250 mm

Check V Q = A x V

0,035 m3/dtk = ¼. 3,14. (0,042) x V 0,035 m3/dtk = 0,126 V

V = 0,74 m/dtk (Ok)

4.3.3 KOAGULASI HIDROLIS

Kriteria Terpilih

Q = 35 L/detik 0,035m3/detik G = 800/detik

td = 20 detik

Ln = 1,2 m

45 µ = 0,9 x 10-3 kg/m.detik

ρ = 997 kg/m3 T(suhu)= 25 O C

Head Loss yang dibutuhkan (HL)

HL = (G2. µ. td) / (ρ.g) = ( 8002 _{x 0,9 x 10}-3 _{x 20) / (997 x 9,81) = 1.178 m}

Tinggi air pada ambang (Hn) Hn = [3.Q / {2.Cd (2.g)0,5_{. Ln}]}2/3

= [3. 0,035 / {2 x 1,2 x (2 x 9,81)0,5 _{x 1,2}]}2/3 _{= 0,04m}

Debit per satuan lebar (q)

q = Q / Ln = 0,035 / 1,2 = 0,029 m2_/detik

Untuk memperoleh ketinggian (H) yang sesuai digunakan metoda trial dan error H = 1 m Bilangan terjunan (D)

D = q2 / g. H3 = 0,0352 / 9,81 x 13 =0,000087

Panjang terjunan (Pd)

Pd = 4,3 x H x D0,27 = 4,3 x 1 (0,000087)0,27 = 0,34 m Kedalaman pada awal loncatan (y1)

y1 = 0,54. H. D0,425 = 0,54x 1 x( 0,000087)0,425 =0,01 m

Kedalaman pada akhir loncatan (y2)

y2 = 1,66. H. D0,27 = 1,66 x 1 x(0,000087) 0,27=0,13 m

Loncatan Hidraulik terjadi bila y2/y1 ≥ 2,4 y2 / y1 = 0,13/0,01= 13 (sesuai kriteria)

Bilangan Froud (F)

F = [{2.y2 /( y1 + 1 )2– _{1} / 8]}1/2 _{= [{2 x 0,13 /( 0,01 + 1)}2– _{1} / 8]}1/2 _{= 10( tidak sesuai}

kriteria)

Head yang terjadi (Htotal)

Htotal = Hn + H –y2 = 0,04 + 1 –0,13 = 0,91m

Cek G

G = (Htotal.ρ.g / µ. td)0.5 _{= 0,91x 997 x 9,81 / 0,9 x 10}-3_{. 20)}0.5 _{= 702 (sesuai kriteria)}

Panjang loncatan antara 4,3 - 5,2 kali y2 Pj = 4,3 x y2 = 4,3 x 0,13 = 0,57 m Panjang bak koagulasi (Ptotal)

46

Vol = Q. td = 0,035 . 20 = 0.70m Lebar bak koagulasi (Lk)

Lk = Vol / Ptotal x y2 = 0.70/(0.92 x 0,13)= 5,76m Volume bak penampung sebelum Ambang = 1m3 Panjang bak penampung (Pp)

Pp = Vp / Lk. Hn = 1 / (5,76 x0,04) = 4.26 m

4.3.4 FLOKULASI

Tipe flokulasi yang digunakan adalah flokulasi mekanis berbentuk paddle dengan 3 kompartemen.

Q modul = 35 l/det = 0,035 m3_/det

T = 25°C

µ = 0,8746 x 10-3 kg/mdet

ρ = 997 kg/m3

td = 20 menit = 1200 detik

Luas total blade = 15% - 25%

Diameter paddle = 50% lebar bak

rotasi = 5 – 100 rpm

Bak terdiri dari 3 kompartemen dengan G masing-masing:

G1 = 50/det

G2 = 20/det

G3 = 10/det

Maka gradient rata-ratanya adalah:

50 + 20 + 10

3 = 26,67/𝑑𝑒𝑡

a) Saluran Inlet

Pipa inlet flokulasi = pipa outlet koagulasi

Volume bak = Q x td = 0,035 m3/det x 1200 detik = 42 m3 Tinggi (H) = 3 meter

Luas bak (A) = V/H = 42/3 = 14 m2

P : L = 3 : 1

47 L = 2.16 m = 2,5 m

P = 3 x L

P = 7,5 m

H = 2.5 m

P tiap kompartemen = 7.5/3 =2,5 m

b) Paddle

Diameter paddle = 30% x lebar bak = 30% x 2,5 m = 0.75 m Dimensi paddle

P : L= 5 : 1

Jarak paddle terhadap sumbu putar: r0 = 50 cm

r1 = 80 cm

Lebar paddle = r1– r0 = 80 – 50 = 30 cm

Panjang paddle = 5 x 30 cm = 150 cm

c) Perhitungan Kompartemen

Pada bak flokulasi terdiri dari 3 kompartemen, dengan kecepatan 5 – 100 rpm dan Cd 1,2 Kompartemen 1

G1 = 50/det

V = P x L x H = 2,5x 2,5 x 2.5 = 15.625 m3

P = G2 x µ x V = (50)2 x 0,8746 x 10-3 x 15.625 m = 34.1641 watt

Vp = [_{Cd x ρ x L]}2P 1/3= [_{1,3 x 997 x 2,5]}2 x 34.16 1/3= 0,27 m/det Sehingga putaran:

n =_{π x d x 0,75 =}Vp x 60 _{3,14 x 1 x 0,75 = 7.129 rpm}0,27 x 60

Kompartemen 2 G1 = 20/det

V = P x L x H = 2,5 x 2,5 x 2.5 = 15.625m3

P = G2 x µ x V = (20)2 x 0,8746 x 10-3 x 15.625m = 5.466watt

Vp = [_{Cd x ρ x L]}2P 1/3= [_{1,3 x 997 x 2,5]}2 x 5.466 1/3= 0.152 m/det

48

n =_{π x d x 0,75 =}Vp x 60 _{3,14 x 1 x 0,75 = 3.89 rpm}0,152 x 60

Kompartemen 3 G1 = 10/det

V = P x L x H =2,5 x 2,5 x 2.5 = 15.625 m3

P = G2 x µ x V = (10)2 x 0,8746 x 10-3 x15.625m = 1.36watt

Vp = [_{Cd x ρ x L]}2P 1/3= [_{1,3 x 997 x 2.5]}2 x 1.36 1/3= 0,09 m/det Sehingga putaran

n = _{π x d x 0,75 =}Vp x 60 _{3,14 x 1 x 0,75 = 2,46 rpm}0,09 x 60

d) Kehilangan Tekanan (HL)

HL = (_{0,2785 x C x D}Q _2,63)1,85 = (_{0,2785 x 130 x (0,094)}0,035 _2,63)1,85 = 0,255 m

e) Luas bukaan/pintu

2 3

036 , 0 det

/ 47 , 2

det / 035 , 0

m ik

m

ik m

v Q

A bak  

Lebar bukaan/pintu ditentukan (b) = 50 cm = 0,5 m

4.3.5 SEDIMENTASI

Q modul = 0,035 m3_/det

Jumlah bak = 1 bak

a) Zona Pengendapan

Kriteria terpilih:

Surface loading = 60 m3_/m2_{/hari = 9,26 x 10}-4 _m/det

Jarak pipa inlet ke bibir zona lumpur = 1 m

Jarak tube ke pipa inlet = 0,5 m

Jarak gutter ke plate = 0,4 m

Waktu detensi = 2 jam = 7200 detik

Dimensi bak

A = Q

SL

= 0,035

49 = 37,8 m2

L = (𝐴 × 1

6) 0,5

= (37,8 × 1

6) 0,5

= 2,509 m ≈ 3 m

P = 6 × L

= 6 × 3 = 18 m Cek A desain = P × L = 18 × 3 = 48 m2

V = Q

Td

= 0,035

(1,5 3600⁄ )

= 84 m3

H = V

A

= 84

37,8 = 2,2 m

 Dimensi tube

Tinggiruang tube = P tube × Sin45o

= 1 × Sin45o

= 0,9 m

AB sebenarnya = 𝑤

sin 45𝑜

= 0,025

sin 45𝑜

= 0,03 m

Tebal tube sebenarnya = 𝑇𝑒𝑏𝑎𝑙 𝑡𝑢𝑏𝑒

sin 45𝑜

= 0,0025

sin 45𝑜

= 0,0029 m

np = [𝑝−cos 45 ×𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑢𝑏𝑒]

(2 ×𝑡𝑒𝑏𝑎𝑙 𝑡𝑢𝑏𝑒)+𝑤

= [13−cos 45 ×1]

(2 ×0,0025)+ 0,025

50

nL = 𝐿

2 ×𝑊

= 2,1

2 × 0,025

= 60 buah

n = np × nL

= 416 × 42 = 30949 buah

Vo = 𝑄

𝑛 ×(0,25 × × 𝑊2)

= 0,035

30949 ×(0,25 × 3,14 × 0,0252₎

= 0,0023 m/detik

R =

(0,25 × 3,14 𝑥 𝑤2₎

(3,14 ×𝑤) ⁄

𝑛

=

(0,25 × 3,14 × 0,0252)

(3,14 ×0,025) ⁄

30949

= 2,02 × 10-7

Nre = 𝑉𝑜 ×𝑅

𝑣

= 0,009 ×2,02 × 10−7

0,000008039

= 0,00053 (laminer)

Nfr = 𝑉𝑜2

𝑔 𝑅

= 0,00232

9,81 × 2,02 × 10−7

= 2,682 (stabil)

 Zona inlet

HL manifold = 1

3 × 𝑓 × 𝑃

𝐷 × 𝑉2 × 2𝑔𝑔

= 1

3 × 0,0012 × 13

0,05 × 0,0142 × 2 × 9,81

= 0,0006 m

A orifice = 0,25 × π × d2

= 0,25 × 3,14 × 0,052 = 0,00196 m2

Q orifice = A × v orifice