KUANTITAS AIR LIMBAH
M K P B PA L
P S T E K N I K L I N G K U N G A N , F T, U N U D
Kuantitas Air Limbah
§ Dalam merencanakan bangunan pengolah air buangan ada beberapa dasar perencanaan yang harus diperhatikan, terutama mengenai kuantitas air buangan.
§ Kuantitas air buangan ditentukan berdasarkan dari kebutuhan air bersih
§ Sesuai dengan kebutuhan air bersih, perhitungan kuantitas air buangan dapat dibedakan berdasarkan kebutuhan domestik (rumah tangga) dan kebutuhan non-domestik (fasilitas lainnya seperti industry, rumah sakit, rumah makan, hotel, pasar)
§ Buangan domestik juga didefiniskan sebagai buangan yang berasal aktivitas kamar mandi dan cuci, sementara buangan non-domestik berasal dari aktivitas selain mandi dan cuci, seperti penggunaan bahan kimia tertentu
Debit Air Limbah Domestik
§ Perhitungan debit air limbah domestik yang bersumber dari permukiman dapat dilakukan dengan menggunakan pendekatan populasi terhadap pemakaian air minum yang menjadi air limbah domestik pada setiap blok pelayanan.
§ Adapun persentase timbulan air limbah domestik yakni sebesar 60-80% dari pemakaian air minum, sehingga persamaan yang dapat digunakan yaitu:
§ 𝑄 𝑎𝑖𝑟 𝑙𝑖𝑚𝑏𝑎ℎ = 60 − 80% 𝑥 𝑄 𝑎𝑖𝑟 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑚
Di mana:
Qair limbah : debit air limbah domestik (L/orang/hari)
Qair minum : pemakaian air minum (L/orang/hari)
Pemakaian Air Minum Kawasan
Sumber : Pedoman Perencanaan Teknik Terinci SPALD-T, 2018
Debit Air Limbah Berdasarkan Kebutuhan Air Bersih Domestik Penduduk
§ Kuantitas air buangan yang dipengaruhi oleh jumlah penduduk yang dilayani dan perlu
dilakukan suatu prediksi jumlah penduduk sesuai dengan periode tahun perencanaan, yaitu dengan metoda proyeksi.
§ Kebutuhan air bersih penduduk mengacu pada standar kebutuhan air rumah tangga
berdasarkan jenis kota dan jumlah penduduk serta data penggunan air di wilayah pelayanan.
Standar Kebutuhan Air Rumah Tangga
Berdasarkan Jenis Kota dan Jumlah Penduduk
Sumber: Pedoman Konstruksi dan Bangunan, Dep. PU dalam Direktorat Pengairan dan Irigasi Bappenas, 2006
Jumlah Penduduk
(Jiwa) Jenis Kota
Jumlah Kebutuhan Air
(L/orang/hari)
> 2.000.000 Metropolitan > 210 1.000.000 - 2.000.000 Metropolitan 150 - 210
500.000 - 1.000.000 Besar 120 -150 100.000 - 500.000 Besar 100 - 150 20.000 - 100.000 Sedang 90 - 100
3.000 - 20.000 Kecil 60 - 100
Debit Air Limbah Berdasarkan Kebutuhan
Air Bersih Domestik Menurut Jenis Fasilitas
§ Kebutuhan air menurut jenis fasilitas ditentukan berdasarkan jumlah fasilitas dan standar kebutuhan air untuk masing-masing sektor, antara lain sekolah, rumah sakit, puskesmas, masjid, kantor, pasar, hotel, rumah makan, komplek militer, kawasan industri, dan kawasan pariwisata.
§ Kebutuhan air bersih dari fasilitas umumnya ditentukan sebesar 20% dari kebutuhan air bersih rumah tangga
§ Debit air limbah yang diperhitungkan sebesar 60 - 80% dari kebutuhan air
Standar Kebutuhan Air Menurut Jenis Fasilitas
Sumber: Kriteria Perencanaan Ditjen Cipta Karya Dinas PU, 1996
Sektor Nilai Satuan
Sekolah 10 L/murid/hari
Rumah Sakit 200 L/bed/hari Puskesmas 2000 L/unit/hari
Masjid 3000 L/unit/hari
Kantor 10 L/pegawai/hari
Pasar 12000 L/Ha/hari
Hotel 150 L/bed/hari
Rumah Makan 100 L/tempat duduk/hari Komplek Militer 60 L/orang/hari
Kawasan Industri 0.2 - 0.8 L/detik/Ha Kawasan Pariwisata 0.1 - 0.3 L/detik/Ha
Debit Air Limbah Rata-rata
§ Debit rata-rata air bersih (Qw)
§ Qw penduduk = Kebutuhan air bersih per orang x Jumlah penduduk
§ Qw fasilitas = Kebutuhan air bersih tiap jenis fasilitas x Jumlah fasilitas
§ Qw = Qw penduduk + Qw fasilitas
§ Debit rata-rata air limbah (Qave)
§ Qave = (70-80%) x Qw
§ Ditentukan besarnya air bersih yang akan menjadi limbah sebesar 80% dari penggunaan air bersih.
§ Qave = 80% x Qw
Debit Air Limbah Minimum
§ Debit minimum (Qmin)
§ Qmin = 1/5 x (Jumlah Penduduk/1000)1/6 x Qave
Debit Puncak dan Debit Harian (1)
§ Dalam perhitungan debit air limbah limbah, diketahui juga terdapat debit puncak harian.
§ Debit puncak harian ditentukan dengan mengalikan debit rata-rata harian dengan faktor puncak.
Terdapat beberapa metode perhitungan faktor puncak, yakni metode Ten-state Standard, Harmon, Babbit, dan Federov.
§ 𝑄 𝑝𝑢𝑛𝑐𝑎𝑘 = 𝑄 𝑟𝑒𝑟𝑎𝑡𝑎 𝑥 𝑓𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑝𝑢𝑛𝑐𝑎𝑘
§ Metode Babbit
§ Perhitungan nilai faktor puncak dengan metode Babbit dituliskan sebagai berikut:
§ 𝑃𝐹 = !
("###! )#,%
Debit Puncak dan Debit Harian (2)
§ Metode Ten-State Standard
§ Perhitungan nilai faktor puncak dengan metode Ten-State Standard dituliskan sebagai berikut:
§ 𝑃𝐹 = !"# $/!&&&
'# $/!&&&
§ Di mana:
§ PF = Faktor Puncak
§ P = Populasi (Jiwa)
Grafik Peaking Factor for Domestic Wastewater Flows
Sumber: Tchobanoglous, 1981
Debit Infiltrasi
Debit Infiltrasi (Qinf)
Perhitungan debit total di dalam jaringan pipa air limbah domestik ditentukan dengan mempertimbangkan adanya infiltrasi air ke dalam jaringan perpipaan.
Debit infiltrasi terjadi akibat adanya potensi aliran air, baik dari permukaan maupun dalam tanah, masuk kedalam jaringan perpipaan. Infiltrasi air ke dalam jaringan perpipaan sulit untuk dapat
dihindarkan karena beberapa hal, yakni kondisi tanah dan alirah air tanah, adanya celah pada tutup manhole dan bangunan pelengkap, serta pekerjaan sambungan pipa yang kurang sempurna.
Namun, perlu dipertimbangkan pula bahwa infiltrasi air ke dalam jaringan perpipaan bergantung pula pada jenis pipa dan kualitas sambungan antar segmen pipa.
Debit infiltrasi terbagi menjadi dua macam, yaitu:
(1) Debit infiltrasi permukaan
◦ Debit infiltrasi permukaan, merupakan aliran air yang berpotensi masuk dari celah pada manhole/bak inspeksi. Perhitungan debit aliran permukaan yang masuk dalam jaringan perpipaan dapat dilakukan dengan menggunakan pendekatan koefisien infiltrasi permukaan (Cr). Nilai Cr di Indonesia berkisar antara 0,1 – 0,3. Adapun persamaan yang digunakan yakni:
𝑄()*(+,-./( 01-234..) = 𝐶𝑟 𝑥 𝑄5
dimana:
Cr = koefisien infiltrasi (0,1 – 0,3) 𝑄5 = debit rata-rata (l/detik)
(2) Debit infiltrasi saluran
◦ Debit infiltrasi saluran, merupakan aliran air yang berpotensi masuk ke dalam saluran melalui dinding saluran yang tidak kedap, sambungan pipa, dan/atau retakan yang berpotensi terjadi di dinding pipa. Persamaan yang dapat digunakan dalam mengestimasi debit air yang masuk
dalam jaringan perpipaan diuraikan pada persamaan berikut:
𝑄!"#!$%&'(! ('$)&'" = 𝐿/1.000 𝑥 𝑄* dimana:
𝑄!"#!$%&'(! ('$)&'" = Debit infiltrasi (1-3 L/detik/1.000m)
L = Panjang saluran (m)
𝑄* = Debit rata-rata (L/detik)
Pertimbangan besarnya Qinf dalam beberapa literatur:
Berdasarkan American Society of Civil Engineering (ASCE) dan Water Pollution Control Federation (WFCF): 0,05 – 4,73 L/detik/1.000 m panjang pipa. Berdasarkan Prof. Ir. Mertonegoro: 2 – 3 L/detik/1.000 m panjang pipa.
Proyeksi Air Limbah:
Proyeksi Jumlah Penduduk
§ Proyeksi Penduduk sebagai dasar perhitungan Proyeksi Air Limbah
§ Proyeksi jumlah penduduk dilakukan agar mengetahui pertumbuhan penduduk tiap tahunnya yang tujuannya untuk memperkirakan jumlah air yang dibutuhkan pada masa yang akan datang.
Proyeksi jumlah penduduk dapat dilakukan melalui 3 metode yaitu aritmatika, geometrik dan least square (Badan Pusat Statistik, 2010).
§ Dasar pemilihan proyeksi jumlah penduduk berdasarkan kecenderungan tumbuhnya penduduk dan karakteristik dari kota perencanaan
§ Hal yang perlu diperhatikan dalam proyeksi air limbah, yaitu debit per orang/liter/hari, jenis proyeksi penduduk yang digunakan, debit air limbah rumah tangga, debit air limbah fasilitas
METODE ARITMETIK
Metode ini dianggap baik untuk kurun waktu yang pendek sama dengan kurun waktu perolehan data. Persamaan yang digunakan adalah:
=
METODE
GEOMETRIK
Metode ini menganggap bahwa perkembangan atau jumlah penduduk akan secara otomatis bertambah dengan sendirinya dan tidak memperhatikan penurunan jumlah penduduk
Pn = Po (1 + r)n Dimana:
Pn : jumlah penduduk tahun ke-n (jiwa)
Po : jumlah penduduk pada tahun awal (jiwa) n : periode waktu proyeksi
r : rata-rata prosentase pertambahan penduduk per tahun (%)
METODE LEAST SQUARE
Metode ini merupakan metode regresi untuk mendapatkan hubungan antara sumbu Y dan sumbu X dimana Y adalah jumlah penduduk dan X adalah tahunnya dengan cara menarik garis linier antara data-data tersebut dan meminimumkan jumlah pangkat dua dari masing-masing penyimpangan jarak data-data dengan garis yang dibuat.
b
Apabila b sudah dihitung terlebih dahulu
PENENTUAN METODE
Untuk menentukan pilihan rumus proyeksi jumlah penduduk yang akan digunakan dengan hasil perhitungan yang paling mendekati kebenaran harus dilakukan analisis dengan menghitung standar deviasi atau koefisien korelasi
Nilai y untuk masing-masing metode berbeda, q untuk metode aritmatik nilai y adalah jumlah
pertumbuhan penduduk,
q nilai y untuk metode geometri adalah ln dari jumlah penduduk dan
q untuk metode least square nilai y adalah jumlah penduduk
