5 Saringan Pasir Cepat. [PDF]

Citation preview

.5 Saringan Pasir Cepat Kriteria standar perencanaan saringan pasir cepat (Kawamura, 1991***/ Darmasetiawan, 2001*, Al-layla, 1980 dan dalam buku ajar PBPAM**** adalah: Kehilangan tekanan pada media pasir dan penyangga:  Jumlah bak = 1,2 Q0,5***  Effective sizeantrasit = 0,4 – 1,4*;  Effective size pasir (ES) = (0,4-1,0) mm*;  Effective size kerikil (ES) = (0,4-1,4) mm*;  Sphericity pasir (Φ) = 0,92*;  Sphericity kerikil (Φ) = 0,72*;  Porositas pasir (ε) = 0,42*;  Porositas kerikil (ε) = 0,55*;  Kecepatan filtrasi = (7-10) m/jam***;  Tebal media pasir = (0,6-1)* m;  Tebal media kerikil = (0,15-0,3)* m;  Diameter kerikil = (3-60) mm;  Pencucian pasir = (1-3) bulan sekali****. Kehilangan tekanan pada saat underdrain (Fair & Geyer, 1968):  Rasio luas orifice dengan luas area filter = 0,5-0,2 %;  Rasio luas pipa lateral dengan luas orifice = (2-4) : 1;  Rasio luas manifold dengan luas lateral = (1,5-3) : 1;  Diameter orifice = (¼-¾) inchi;  Jarak orifice dengan manifold = (3-12) inchi;  Jarak antar orifice = (3-12) inchi. C.5.1 Perhitungan Dimensi Bak Filtrasi Debit (Q) Kriteria desain: P:L Kecepatan filtrasi Jumlah bak



= 0,339 m3/det = 7,73 MGD =2:1 = 7 m/jam = 2,22x 10-3 m/det = 1,2 Q0,5 = 1,2 x (7,73 MGD)0,5 = 3,34 ≈ 4 bak



Pada buku Kawamura dituliskan bahwa jika debit air yang akan diolah lebih dari 2 MGD maka jumlah bak minimum yang digunakan adalah 4 bak. Oleh karena itu direncanakan akan memakai 4 bak. Tabel C.10 Perhitungan Dimensi Bak Filtrasi Parameter



Rumus



Luas tiap unit filter (A)



Q Qf = 16 Q A= f v



Dimensi filter



P 2 = L 1



Debit tiap filter (Qf)



A=PxL A = 2 L2



Qf =



Perhitungan 3 0,339 m /det



Hasil 0,085



Satuan m3/det



4



3 0,085 m /jam A= -3 2,22 x 10 m/det



38,29



m2



Parameter



Rumus



Lebar filter (L)



A



L=



L=



2



P=



L



Luas menjadi Cek perhitungan Kecepatan (v)



Hasil



2



A



P=



Panjang filter (P)



Perhitungan 2 39,29 m



39,29 m



2



Satuan



4,38 ≈ 4,5



m m



8,73 ≈9



m m



40,5



m2



A=PxL



4,5 A = 9 m x 4,5 m



Q v= f A



3 0,085 m /det v= 2 40,5 m



2,1 x 10-3 = 7,56



m/det m/jam OK



3 0,339 m /det v= 2 3 x 40,5 m



2,79 x 10-3 = 10,04



m/det m/jam OK



Cek, jika salah satu bak dikuras Kecepatan (v)



v=



Q tot jlh bak x A



C.5.2 Perhitungan Sistem Inlet Bak Filtrasi 



Kecepatan pada pipa inlet = (0,6-1,2) m/det ( Al-Layla). Tabel C.11 Perhitungan Sistem Inlet



Parameter Pipa inlet



Rumus



Luas penampang pipa A= (A) Diameter pipa (d)



Q v



Perhitungan



A=



Satuan



0,339



m2



0,66 ≈ 660



m mm



700



Mm



0,88



m/det OK



0,085



m2



0,33 ≈ 330



m mm



350



Mm



0,88



m/det OK



4 0,5 4,5



Buah M M



0,037



m/det



1 m/det



4xA



d=



3 0,339 m /det



Hasil







d=



4 x 0,339 m



2



π



D pasaran Cek perhitungan 3 0,339 m /det v= 1 π (0,7 m) 2 4



Q Kecepatan pada pipa v = inlet A



Pipa inlet Cabang Luas penampang pipa A= (A) Diameter pipa (d)



Qf v



A=



1 m/det



4xA



d=



3 0,085 m /det



π



d=



2 4 x 0,085m π



D pasaran Cek perhitungan Kecepatan pada pipa v= inlet cabang



Qf A



v=



3 0,085 m /det 1 π (0,35 m) 2 4



Saluran Jumlah saluran Lebar saluran Panjang saluran = lebar bak = Cek perhitungan Kecepatan saluran inlet



pada



v=



Qf A



v=



3 0,085m /det 4,5 m x 0,5 m



C.5.3 Perhitungan Sistem Underdrain Bak Filtrasi  



Underdrain bak filtrasi Luas media filter



= tipe perpipaan manifold dan lateral = 40,5 m2;



Ditentukan dari kriteria desain:      



Rasio luas orifice dengan luas area filter Rasio luas pipa lateral dengan luas orifice Rasio luas manifold dengan luas lateral Diameter orifice= ¾ inchi Jarak antar lateral(w) Panjang pipa manifold



= 0,25 %; = 2 : 1; = 3 : 1; = 1,905 cm; = 30 cm; = panjang bak.



Tabel C.12 Perhitungan Sistem Underdrain Parameter D orifice (Do)



1,905 cm



Rumus



Luas orifice (Aorifice)



Aorifice = ¼ π d2



Luas bukaan total orifice ATO = 0,25 % x luas filter (ATO) ATO Jumlah lubang orifice n = O (nO) A orifice Luas bukaan total lateral ATL = 2 x ATO (ATL) Jumlah pipa lateral di P salah satu pipa manifold nL = w (nL) Karena pipa lateral terletak di sisi kiri dan sisi kanan kalinya



Diameter pipa lateral (d)



d=



4 x (ATL / nL )







D pasaran Luas bukaan total lateral dengan diameter pasaran ATL passaran = ¼ π d2 x nL (ATL passaran) Luas bukaan total ATM = 3 x ATL Pasaran manifold (ATM) 4 x A TM



Diameter pipa manifold dm = (dm)







Perhitungan



Hasil =0,01905



Satuan M



2 A= 1 π 0,01905m  4



2,8 x 10-4



m2



ATO = 0,25 % x 40,5 m2



0,101



m2



361



buah



0,202



m2



30



Pasang



n=



2 0,101m -4 2 2,8 x 10 m



ATL = 2 x 0,101 m2 nL =



9m 0,3 m



pipa manifold maka jumlah pipa lateral total menjadi dua



2 4 x (0,202 m / 60)



0,065 = 65



m mm



100



Mm



2 ATL passaran = 1 π 0,1 m  4



0,00785



m2



ATM = 3 x 0,00785 m2



0,02355



m2



0,612 = 612



m mm



600



Mm



d=



dm =







4 x 0,02355m







D pasaran



2



Lebar Bak - dm



4,5 m - 0,6 m 1,95 M PL = 2 2 Lebar Bak – dm Karena pipa lateral terletak di sisi kiri dan sisi kanan pipa manifold maka jumlah pipa lateral total menjadi dua kalinya Jumlah pipa lateral total nTL = 2 x nL = 2 x 30 60 Buah (nTL) Panjang pipa lateral (Pl)



PL =



Jumlah orifice tiap lateral n = o/r (nO/L)



n n TL



Jarak antar titik tengah = PL orifice n O/L



nor =



=



361



6



buah



0,325



m



60



1,95 m 6



Parameter



Rumus



Perhitungan



Jarak orifice ke dinding = 0.5 x jarak antar titik = 0,5 x 0,325 dan ke pipa manifold tengah orifice



Hasil 0,1625



Satuan M



Manifold Lateral



Orifice



Gambar C.7 Sistem Underdrain



C.5.4 Perhitungan Sistem Outlet Bak Filtrasi Air hasil filtrasi ditampung dalam bak pengumpul, dan selanjutnya dialirkan ke unit reservoar. Tabel C.13 Perhitungan Sistem Outlet Parameter



Rumus



Perhitungan



Hasil



Satuan



Ruang pengaturan Katup dari underdrain Lebar ruangan



1,5



M



Panjang ruangan = lebar bak



4,5



M



Tinggi ruangan = tinggi bak



3



M



300



Det



25,5



m3



Panjang bak pengumpul = lebar bak



4,5



M



Lebar kompartemen pertama



2,25



M



HL proses filtrasi saat harus di backwash (Hl harus di backwash) Tinggi air di kompartemen pertama (ho-1) = Hbak filtrasi – (ho-1) = 3,1 m – 1.8 m (ho-1) Hl harus di backwash Volume air di kompartemen pertama Vol 1 = P x L x t 4,5 m x 2,25 m x 1,3 m (Vol 1)



6= 1,8



Ft M



1.3



M



13,16



m3



Bak Pengumpul Direncanakan kompartemen



terbagi



menjadi



2



Td Volume bak (V tot)



V tot = Qf x td



V = 0,085 m3/det x 300 det



Direncanakan menggunakan alat ukur debit berupa V-notch 90o diantara kompartemen pertama dan ke dua Jumlah V-notch per meter Jumlah V-notch total (nv)



nv = Pg x 5 buah/meter



Debit tiap V-notch (Qv)



Qv =



Qf nv



Nv-notch = 4,5 m x 5 buah/m Qv =



3 0,085 m /det 23



5



Buah/m



23



Buah



3,7 x 10-3



m3/det



Parameter



Rumus HLv =



Headloss saat melalui V-notch (Hlv)



 Q     0,55 



2/5



Perhitungan



 3,7x103   HLv =   0,55   



Hasil



Satuan



2/5 0,135



M



Tinggi air di kompartemen ke dua (ho-2) = ho-2 - Hlv (ho-2) = 1,3 m – 0,135 m (ho-2)



1,17



M



Volume air di kompartemen ke dua Vol 2 = V tot – Vol Vol 2 =25,5 – 13,16 (Vol 2) 1



12,34



m3



4,5



M



2,34



M



Panjang bak pengumpul = lebar bak



Lebar bak kompartemen ke dua



Lo-2 =



vol 2 P x ho - 2



L=



12,34 m



3



4,5 m x 1,17 m



Dimensi pipa outlet cabang = dimensi pipa inlet cabang



350



Mm



Dimensi pipa outlet = dimensi pipa inlet



700



Mm



C.5.5 Media filtrasi Media filtrasi yang digunakan terdiri dari (Departemen PU, 2007):  Media penyaring bagian atas digunakan antrasit dengan diameter 0,82 – 1,8 mm;  Media penyaring bagian bawah digunakan pasir dengan diameter 0,44 – 1,1 mm;  Media penyangga digunakan kerikil dengan diameter 2 – 25 mm. Tabel C.14 Kedalaman Filter No 1. 2. 3. 4. 5.



Kedalaman Tinggi bebas Tinggi air diatas media penyaring Tebal lapisan antrasit Tebal pasir penyaring Tebal kerikil penahan Underdrain Total



Kriteria desain (m) 0,2 – 0,3* 0,9 – 1,6** 0,4*** 0,3 0,5 0,1 – 0,2* 2,4 – 5***



Desain terpilih (m) 0,3 1,5 0,4 0,3 0,5 0,1 3,1



Sumber: Revisi SNI 03-3981-1995* Al-layla, 1980** Buku Ajar BPAM*** Darmasetiawan****



Susunan lapisan media dari yang paling atas sampai lapisan yang paling bawah dengan ketebalan total lapisan 110 cm terdiri dari:  Antrasit diameter 0,82 – 1,8 mm dengan ketebalan 40 cm;  Pasir diameter 0,45 – 1,1 mm dengan ketebalan 30 cm;  Kerikil diameter 2 - 5mm dengan ketebalan 10 cm;  Kerikil diameter 5 – 9 mm dengan ketebalan 10 cm;  Kerikil diameter 9 – 16 mm dengan ketebalan 15 cm;  Kerikil diameter 16 - 25 cm dengan ketebalan 15 cm.



C.5.6 Perhitungan Headloss Media Filter  Media Penyaring (Antrasit) Digunakan Material Antrasit Bukit Asam dan suhu operasionalnya adalah 25oC



Kriteria desain:      



Viskositas kinematik (ν) = 0,898 x 10-2 cm2/det; Kecepatan filtrasi (Vs) = 7,56 m/jam = 0,21 cm/det Tebal lapisan media = 40 cm = 0,4 m; Sphericity (Ф) = 0,6; Porositas (ε) = 0,6; Gravitasi (g) = 9,81 m/det2 = 981 cm/det2.



φ x Dp x Vs 24 18,5 ,CD = untuk Nre