Sidang Progres TA. Dandy Kurnia Herlambang Dosen Pembimbing: Nieke Karnaningroem

(1)

Sidang Progres TA

Dandy Kurnia Herlambang

3306 100 041

Dosen Pembimbing:

Nieke Karnaningroem

(2)

Bab I

Pendahuluan

Latar belakang masalah:

1. Kualitas air baku yang menurun seiring dengan perubahan cuaca yang

tidak menentu.

Perumusan masalah:

1. Evaluasi terhadap kinerja instalasi pengolahan air minum Ngagel II

Surabaya belum pernah dilakukan

Tujuan Penelitian:

1. Menentukan unit-unit IPAM yang perlu ditingkatkan kinerjanya

2. Menentukan alternatif peningkatkan kinerja Instalasi PDAM Ngagel II

Surabaya.

(3)

Bab I

Pendahuluan

Manfaat Penelitian:

1. Memberikan kontribusi ilmiah terhadap peningkatan kinerja instalasi

PDAM Ngagel II

2. Memberikan rencana perbaikan terhadap kinerja intalasi. Untuk

meningkatkan kinerja instalasi IPAM

(4)

Bab II

Tinjauan Pustaka

Karateristik air baku (syarat fisik , kimia)

Syarat fisik : (Suhu, Rasa dan Bau, Warna, Kekeruhan, Zat padat terlarut)

Syarat kimia : (pH, Zat Organik dan Organik, Kadar mineral yang seimbang)

Syarat biologis : (bebas dari bakteri patogen dan mikroorganisme pengganggu

lain.)

(5)

Bab II

Tinjauan Pustaka

Air minum

:

Persyaratan kualitas air minum: Bakteriologis

Parameter Satuan Kadar Maksimum

yang diperbolehkan Keterangan

Parameter Satuan

yang diperbolehkan Keterangan

1 2 3 4

a. Air Minum

E. Coli atau fecal coli

b. Air yang masuk sistem distribusi

E. Coli atau fecal coli

Total Bakteri Coliform

c. Air pada sistem distribusi

E.Coli atau fecal coli

Total Bakteri Coliform

Jumlah per 100 ml sampel Jumlah per 100 ml sampel Jumlah per 100 ml sampel Jumlah per 100 ml sampel Jumlah per 100 ml sampel 0 0 0 0 0 0

(6)

Bab II

Tinjauan Pustaka

Parameter Satuan Kadar Maksimum yang diperbolehkan Keterangan 1 2 3 4 pH 6,5 – 8,5

Kimia

pH Deterjen Zat Organik mg/l mg/l 6,5 – 8,5 0.05 10

Fisik

Parameter Satuan Kadar Maksimum yang diperbolehkan Keterangan 1 2 3 4 Warna Kekeruhan TCU NTU 15 5

(7)

Bab II

Tinjauan Pustaka

Unit Pengolahan Air Minum

–

Intake

- Distributor

–

Kanal I

- Predicantir

–

Kanal II

- Accelator

–

Kanal II

- Accelator

–

Prasedimentasi

- Filtrasi

–

Kanal III

- Desinfeksi

(8)

Bab II

Tinjauan Pustaka

Kriteria Design Prasedimentasi

Type of Clarifier Some Design Criteria Advantages and Disadvantages Proper Application Rectangular basin

(orizontal flow) Surface Loading 0.34-1 gpm/ft2

1. More tolerance to schock loads

most municipal and industrial water works 2. predictable performance particularly suited to larger capacity (0.83-2.5 m/h) 2. predictable performance

under most conditions

to larger capacity

plants Water depth 3-5 m

3. Easy operation and low maintenance costs

Detention time 1.5-3 h

4. Easy adaptation to high-rate settler modules

width/length >1/5

a. Subject to density flow creation In the basin Weir loading <15 gpm/ft

b. Requires careful design of the inlet and outlet structures

(11m/mh)

c. Usually requires separate flocullation facilities

(9)

Bab II

Tinjauan Pustaka

Kriteria Design Predicantir

Type of Clarifier Some Design Criteria Advantages and Disadvantages Proper Application Up flow type

(radial-upflow)

Circular or square

in shape 1. Economical compact geometry

Small to mid-sized

muncipal and industrial treatment plants

Surface loading

0.5-0.75

gpm/ft2 2. Easy sludge removal

Best suited where the rate of flow and raw water quality are constant (1.3-1.9m/h) 3. high clarification efficiency

Water depth 3-5 m a. Problem of flow short-cicuiting Settling time 1-3 h b. less tolerance to shock loads Weir loading 10 gpm/ft c. A need for more careful operation

(7m/mh)

d. limitation on the practical siza in the unit

e. May require separate floculation facilities

(10)

Bab II

Tinjauan Pustaka

• Kriteria Design Accelator (ada 3 proses)

FLASH

MIX

SLOW MIX

SEDIMENT

ASI

(11)

Bab II

Tinjauan Pustaka

Kriteria design flash mix untuk Unit bangunan Accelator

Unit

Kriteria

Pengaduk cepat

Tipe

Hidrolis

Terjunan

Saluran bersekat

Dalam pipa bersekat

Perubahan fase pengaliran (Nre)

Mekanis

Blade, padle kipas

Flotasi

Waktu pengadukan

30-120

Nilai G/detik

>750

(12)

Bab II

Tinjauan Pustaka

Kriteria design slow mix untuk Unit bangunan Accelator

Kriteria Umum Flokulastor Hidrolis

Flokulator mekanis Flokulator Clarifier sumbu horizontal dengan padle Sumbu vertikal dengan blade

G (gradien kecepatan) l/detik 60 (menurun)-5 60 (menurun)-10 70 (menurun) 100 - 10

Waktu kontak (menit) 30-45 30-40 20 – 40 20 - 100 Tahap flokulasi (buah) 6-10 3-6 2 – 4 1 Pengendalian energi bukaan pintu/sekat kecepatan

putaran

kecepatan putaran

kecepatan aliran air

Kecepatan aliran max (m/det) 0,9 0,9 1,8 - 2,7 1,5 - 0,5 Luas blade/padle dibandingkan luas

bak (%) – 5 – 20 0,1 - 0,2 –

Kecepatan perputaran sumbu (rpm) – 1 – 5 8 – 25 –

(13)

Bab II

Tinjauan Pustaka

Kriteria design sedimentasi untuk Unit bangunan Accelator

KRITERIA UMUM BAK PERSEGI (aliran horizontal) BAK PERSEGI ALIRAN VERTIKAL (menggunakan pelat/tabung pengendap) BAK BUNDAR– (aliran vertikal-radial) BAK BUNDAR– (kontak padatan) CLARIFIER Beban pemukaan (m3/m2/jam) 0,8 - 2,5 3,8 – 7,5 *) 1,3 – 1,9 2 – 3 0,5 – 1,5 Waktu retensi 3 – 6 3 – 6 3 – 5 3 – 6 0,5 – 1,0 Waktu retensi 3 – 6 3 – 6 3 – 5 3 – 6 0,5 – 1,0 Kedalaman (m) 1,5 - 3 0,07**) 1 – 3 1 – 2 2 – 2,5 Lebar/panjang > 1/5 – – – – Beban pelimpah (m3/m/jam) <11 <11 3,8 – 15 7 –15 7,2 – 10 Bilangan reynold <2000 <2000 – – <2000 Kecepatan pada pelat/tabung

pengendap (m/menit) – max 0,15 –

–

– Bilangan Froude >10-5 >10-5 – – >10-5 Kecepatan vertikal (cm/menit) – – – <1 <1 Sirkulasi lumpur – – –

3 – 5% dari input Kemiringan dasar bak (tanpa

scraper) 45º - 60º 45º - 60º 45º - 60º >60º 45º - 60º Periode antar pengurasan lumpur

(jam) 12 – 24 8 – 24 12 – 24 kontinyu 12 – 24*** Kemiringan tube/plate 30º/60º 30º/60º 30º/60º 30º/60º 30º/60º

(14)

Bab II

Tinjauan Pustaka

Kriteria Design Filter

Kriteria Perencanaan Unit Filitrasi (Saringan Cepat)

UNIT JENIS SARINGAN

Saringan Biasa

(gravitasi)

Saringan dengan Pencucian

Antar Saringan Saringan Bertekanan

(gravitasi) Antar Saringan

Jumlah bak saringan N = 12 Q 0,5*) minimum 5 bak – Kecepatan penyaringan (m/jam) 6 – 11 6 – 11 12 – 33 Pencucian:

• Sistem pencucian tanpa/dengan blower & atau surface wash

tanpa/dengan blower & atau surface wash

tanpa/ dengan blower & atau surface wash

(15)

Bab II

Tinjauan Pustaka

• Kecepatan (m/jam) 36 – 50 36 – 50 72 – 198 • Lama pencucian (menit) 10 – 15 10 – 15 –

• periode antara dua pencucian • periode antara dua pencucian

(jam) 18 – 24 18 – 24 – • ekspansi (%) 30 – 50 30 – 50 30 – 50 4 Media pasir • tebal (mm) 300 – 700 300 – 700 300 – 700 • singel media 600 – 700 600 – 700 600 – 700 • media ganda 300 – 600 300 – 600 300 – 600 • Ukuran efktif, ES (mm) 0,3 – 0,7 0,3 – 0,7 –

(16)

Bab II

Tinjauan Pustaka

• koefisien keseragaman, UC 1,2 – 1,4 1,2 – 1,4 1,2 – 1,4 • berat jenis (kg/dm3) 2,5 – 2,65 2,5 – 2,65 2,5 – 2,65 • porositas 0,4 0,4 0,4 • kadar SiO2 > 95 % > 95 % > 95 % • kadar SiO2 > 95 % > 95 % > 95 % 5 Media antrasit • tebal (mm) 400 – 500 400 – 500 400 – 500 • ES (mm) 1,2 – 1,8 1,2 – 1,8 1,2 – 1,8 • UC 1,5 1,5 1,5 •berat jenis (kg/dm3) 1,35 1,35 1,35 • porositas 0,5 0,5 0,5

(17)

Bab II

Tinjauan Pustaka

1)lapisan penyangga dari atas ke bawah • kedalaman (mm) 80 – 100 80 – 100 – ukuran butir 2 – 5 2 – 5 – • kedalaman (mm) 80 – 100 80 – 100 – • kedalaman (mm) 80 – 100 80 – 100 – ukuran butir 5 – 10 5 – 10 – • kedalaman (mm) 80 – 100 80 – 100 – ukuran butir 10 – 15 10 – 15 – • kedalaman (mm) 80 – 100 80 – 100 – ukuran butir 15 – 30 15 – 30 – 2)Filter Nozel

• lebar slot nozel (mm) < 0,5 < 0,5 < 0,5 • prosentase luas slot nozel

(18)

Bab III

Kondisi Eksisting

1.Umum

PDAM Ngagel II dibangun oleh F.A Degremont Perancis pada tahun 1959

dengan kapasitas terpasang 1000 liter/detik, dengan kualitas air produksi

kurang dari 1 Ntu.

2. Proses Pengolahan Air Minum Instalasi Penjernihan II

Proses penjernihan air minum pada Pengolahan Air Minum PDAM Ngagel

II berawal dari kanal (sebagai saluran penghubung) hingga ke unit

desinfeksi, lalu didistribusikan ke pelanggan.

3. Unit-unit Pengolahan Air Minum

Unit-unit Pengolahan pada PDAM Ngagel II antara lain: Intake, Kanal.

Prasedimentasi, Distributor, Predicanteur, Accelator, Filter, Desinfeksi

(19)

Bab IV

Metodologi Penelitian

1.. Ide Tugas Akhir

Ide tugas akhir ini berawal dari hasil studi literatur dan gagasan dari pihak

PDAM Ngagel II Surabaya untuk mengevaluasi kinerja Instalasi yang

belum dilakukan

2.. Survei Lokasi

Survei lokasi dilakukan untuk mengetahui gambaran umum dengan

memperhatikan data sekunder PDAM

3.. Studi Literatur

Dilakukan untuk membantu memahami permasalahan yang aka dikaji.

4. Pengumpulan data

Pengumpulan data meliputi 3 tahapan yaitu: tahapan Perancanaan, tahapan

pelaksanaan, tahapan analisa sampel

(20)

Bab IV

Metodologi Penelitian

IDE TUGAS AKHIR

Evaluasi Kinerja Instalasi Pengolahan Air Mingum PDAM Surabaya (Studi Kasus: PDAM Ngagel II Surabaya)

SURVEI LOKASI STUDI LITERATUR PENGUMPULAN DATA DATA PRIMER

•Parameter kualitas air minum (Kekeruhan, pH, DO, Zat Organik, sisa Clor pada tiap influen dan efluen unit bangunan IPAM

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

1.Analisis Kinerja setiap unit IPAM PDAM Ngagel II antara lain: Prasedimentasi, Predicantir, Accelator, Filter.

•Alternatif peningkatan kinerja tiap unit IPAM PDAM Ngagel II

KESIMPULAN DAN SARAN DATA SEKUNDER

•Data eksisting IPAM

•Data proses pengolahan air minum PDAM Ngagel II

•Gambar denah PDAM Ngagel II •Ukuran unit bangunan

YES NO

(21)

Bab V

Analisa dan Pembahasan

Pada bagian ini akan dijelaskan tentang efisiensi kinerja dari

unit-unit bangunan PDAM Ngagel II Surabaya, dari situ kita

dapat membandingkan kondisi eksisting, data sekunder yang

ada dengan kriteria desain

• Analisa Data Primer

Data primer yang ada berasal dari hasil analisa laboratorium, data yang

didapat dikaji lebih dalam dengan membandingkan data sekunder

• Analisa Data Sekunder

(22)

Bab V

Analisa dan Pembahasan

No Unit Bangunan

Parameter

Kekeruhan Zat Organik Kekeruhan Zat Organik 1 Predicantir 12,63 % 32,28 % 2 Prasedimentasi 56,42 %

3 Filter 68,33 % 31,36 % 4 Accelator 92,77 % 19,04 %

(23)

(24)

(25)

Bab V

Analisa dan Pembahasan

No Unit Bangunan Parameter Sumber Perhitungan Kriteria Desain Keterangan 1 Prasedimentasi Dimensi Bangunan

a. perbandingan lebar :

panjang 0.60 > 1/5

Belum Memenuhi

b. kedalaman air 2,8 meter 3 - 5 meter Belum

Memenuhi

b. kedalaman air 2,8 meter 3 - 5 meter

Memenuhi

Waktu detensi 1 unit

prasedimentasi 9,33 jam 1,5 - 3 jam

Belum Memenuhi Waktu detensi 1 bak

prasedimentasi 9,33 jam 1,5 - 3 jam

Belum Memenuhi Beban Permukaan 1 bak

prasedimentasi 0,15 m/jam 0,83 -2,5 m/jam

Belum Memenuhi Bilangan Reynold 1 unit

prasedimentasi 9291,2 2000

Belum Memenuhi Bilangan Froud 1 unit

prasedimentasi 3,526 x 10 -7 > 10 -5

Belum Memenuhi

(26)

Bab V

Analisa dan Pembahasan

Bilangan Reynold 1 bak

Belum Memenuhi Bilangan Froud 1 bak

prasedimentasi 3,836 x 10-7 > 10 -5

Belum Memenuhi Kecepatan Pengendapan 7,2 m /hari

2 Predicantir Dimensi Bangunan

a. kedalaman air 4 meter 3 - 5 meter Memenuhi

Waktu detensi (volume yang

berasal dari perhitungan) 1,26 jam 1,5 - 3 jam

Belum Memenuhi Waktu detensi (volume yang

berasal dari data sekunder) 1 jam 1,5 - 3 jam

Belum Memenuhi Beban Permukaan 3,17 m/jam 1,3 - 1,9 m/jam Belum

Memenuhi Bilangan Reynold 1 unit

Belum Memenuhi Bilangan Froud 1 unit

prasedimentasi 3,07 x 10 -6 > 10 -5

Belum Memenuhi Overflow rate 6,95 m/jam

(27)

Bab V

Analisa dan Pembahasan

3 Accelator Dimensi Bangunan

a. kedalaman air 6,25 meter 3 -5 meter Belum Memenuhi Waktu detensi 1,97 jam 1,5 - 3 meter Memenuhi Beban Permukaan 3,17 m/jam 1,3-1,9 m/jam Belum

Memenuhi

Beban Permukaan (yang

6,95 m/jam 1,3-1,9 m/jam Belum

Beban Permukaan (yang

dipenuhi tube settler) 6,95 m/jam 1,3-1,9 m/jam

Belum

Memenuhi Kecepatan Pengendapan 7,2 m /hari

4 Filter Dimensi Bangunan

a. jumlah bak 22 13 Belum

Memenuhi Kecepatan Pengendapan 4.4466 6 – 11 Belum

Memenuhi Lama pencucian 5 menit 10 - 15 menit Belum

Memenuhi periode dua pencucian 24 jam 18 - 24 jam Memenuhi

lebar slot nozel 9,583 mm < 0,5 mm Belum Memenuhi

(28)

Bab V

Analisa dan Pembahasan

No Unit

Bangunan Parameter

Range kriteria desain yang ada

Range debit yang dibutuhkan Range kecepatan horisontal yang dibutuhkan 1 Prasediment asi

Waktu detensi untuk satu unit

prasedimentasi 1,5 - 3 jam

1,56 m3_{/detik - 3,11}

m3_/detik

Waktu detensi untuk satu bak

prasedimentasi 1,5 - 3 jam

0,778 m3_/detik

-1,56 m3_/detik

Beban Permukaan 0,83 - 1,9 m/jam 0,69 m

3_{/detik - 2,1}

m3_/detik

Bilangan Reynold satu unit

prasedimentasi > 2000

1,604 x 10-4

6,415 x 10-4

Bilangan Froud satu unit

prasedimentasi < 10 -5

0,0159 m/detik - 0,16 m/detik Bilangan Reynold satu unit

prasedimentasi > 2000

1,74 x 10-4_6,96

(29)

Bab V

Analisa dan Pembahasan

Bilangan Froud satu unit

prasedimentasi < 10 -5

0,0152 m/detik -0,152 m/detik 2 Predicantir Waktu detensi (volume sesuai

dengan sumber perhitungan) 1,5 - 3 jam

0,105 m3_{/detik - 0,21}

m3_/detik

Waktu detensi (volume sesuai

dengan data sekunder) 1,5 - 3 jam

0,083 m3_/detik

-0,1667 m3_/detik

Beban Permukaan 0,065 m

3_/detik

-0,197 m3_/detik

Bilangan Reynold satu unit predikanteur

1,46 x 10 -4

-5,85 x 10 -4

Bilangan Froud satu bak

(30)