Intake Itungan [PDF]

Citation preview

Intake merupakan suatu bangunan penangkap atau pengambilan air baku yang akan diolah sesuai dengan perencanaan. Pada intake, air baku akan dikumpulkan dan ditransmisikan ke bangunan pengolahan. a.



Pintu air



Kriteria Desain : Debit pengolahan



= 140 L/dt = 0,14 m3/dt



Debit maksimum sungai



= 408,69 m3/dt



Debit minimum sungai



= 31 m3/dt



Kecepatan aliran



= 0,3 – 0,6 m/s (0,5 m/s)



(Al-Layla, 1978) Perhitungan : Luas penampang saluran



A=



Q peng v



=



0,14 =0, 28 m2 0,5



Lebar Saluran Saluran tegak hidrolis optimum : d = 0,5 B



A=d×B=2 d 2



0,28 m2



0 ,28 2



= 2d2



0,5



( )



d



=



d (Y)



= 0,37 m



maka, B = 2×d=0,74 m Jadi lebar pintu air yang direncanakan pada perencanan bangunan pengolahan air minum kali ini adalah 0,74 m (74 cm) dengan kedalaman hidrolisnya adalah 0,37 m (37 cm). Sketsa pintu air yang direncanakan dapat dilihat pada Gambar 5.3 sebagai berikut :



Gambar 5.3 Pintu Air b.



Bar Screen



Kriteria Desain : (Al-Layla, 1978) Jarak bukaan antar batang (b)



= (25 – 50) mm



Lebar penampang batang (w)



= (5 - 15) mm



Kedalaman (Y)



= (0,16 – 0,2) m



Sudut kemiringan batang (α)



= (45 - 60)0



Kriteria Perencanaan : Debit pengolahan (Q)



= 0,14 m3/s



Kecepatan Aliran (v1)



= 0,5 m/s



Kisi berbentuk penampang bulat lingkaran dengan (β) = 1,79 Lebar penampang batang (w)



= 10 mm = 0,01 m



Jarak bukaan antar batang (b)



= 50 mm = 0,05 m



Kedalaman (Y)



= 0,37 m



Kemiringan Kisi (α)



= 60°



Gravitasi (g)



= 9,81 m/s2



Lebar Saluran (B)



= 0,74 m



Perhitungan : Jumlah Batang



B = ( n×w ) + ( ( n+1 ) b )



0 , 74 = ( n×0 , 01 )+ ( ( n+1 ) 0 , 05 )



0,74= 0,01n+0,05n+0,05



0,74= 0, 06n+0,05 n= 11, 5 buah≈12buah Koreksi nilai B :



B = ( n×w ) + ( ( n+1 ) b ) B = (12×0 , 01 )+ ( ( 12+ 1 ) 0 , 05 )



B = 0,7 m Jumlah bukaan (s)



s=n+ 1



s=12+1=13 buah Lebar Bukaan total (Lb)



Lb=b×s



Lb=0 ,05 m×13=0 ,65 m Kedalaman batang (Yb)



Yb=



Y sin α



Yb=



0,37 m =0,43 m sin 60



Kecepatan di Bar Screen (Vb)



Q Q 0 ,14 vb= = = =0,5 m/dt A Lb×Yb 0 , 65×0 , 43 Kehilangan tekanan pada screen 4



Vb2 sin α 2g 2 0,01 4 3 (0,5) H fs =1,79 sin 60 0,05 2 ( 9,81 ) H fs =0 , 0023 m W H fs =β b



( ) ( ) 3



Ketinggian setelah Bar screen



Y bar =Y −H fs



Y bar =0 , 37 m−0 , 0023 m=0 , 37 m Kehilangan tekanan di kisi



W H s =β b



4



( ) H sin α 0,01 H =1,79 ( 0,0023× sin 90 0,05 ) 3



fs



4



3



s



H s =0 , 0005 m c.



Fine Screen Jarak bukaan antar batang (b) Kecepatan Aliran (v)



= > 0,6 m/s, diambil : 0,5 m/s



Lebar penampang batang (w) Perhitungan : Jumlah Batang



B = ( n×w ) + ( ( n+1 ) b ) 0 , 74 = ( n×0 , 005 ) + ( ( n+1 ) 0 , 008 )



0,74= 0, 005 n+0,008 n+0, 008 0,74= 0,013n+0,008



n= 56 buah Koreksi nilai B :



B = ( n×w ) + ( ( n+1 ) b ) B = (56×0 , 005 ) + ( ( 56+1 ) 0 , 008 )



B = 0,74 m Jumlah bukaan (s)



s=n+ 1



s=56+1=57 buah Lebar Bukaan total (Lb)



Lb=b×s



Lb=0,008 m×57=0 , 46 m



= (5 – 9,5) mm, diambil : 8 mm = 0,008 m = (4 - 8) mm, diambil 5 mm = 0,005 m



Kedalaman batang (Yb)



Yb=



Y sin α



Yb=



0,37 m =0,43 m sin 60



Kecepatan di Bar Screen (Vb)



Q Q 0 , 14 vb= = = =0,7 m/dt A Lb×Yb 0 , 46×0 , 43 Kehilangan tekanan pada screen 4



Vb2 sin α 2g 2 0,005 4 3 (0,7) H fs =1,79 sin 60 0,008 2 ( 9,81 ) H fs =0 , 002 m W H fs =β b



( ) ( ) 3



Ketinggian setelah Bar screen



Y bar =Y −H fs Y bar =0 , 37 m−0 , 002 m=0 , 37 m Kehilangan tekanan di kisi



W H s =β b



4



( ) H 0,005 H =1,79 ( 0,008 ) 3



fs



sin α



4



s



3



0,002× sin 90



H s =0 , 0019 m d.



Bak Pengumpul



Kriteria desain: Waktu detensi (Td)



: 20 menit (maksimum)



Tebal dinding saluran



: 20 cm



(Al-Layla, 1978) Kriteria Perencanaan : Direncanakan bak pengumpul berbentuk persegi panjang Debit (



Qbak )



: 0,14 m3/dtk



tdbak )



Waktu detensi (



: 10 menit : 9,81 m/dtk2



Percepatan gravitasi (g) Diameter pipa peluap (



φ Peluap )



φ Peluap ) : 12 inchi



Diameter pipa penguras ( Panjang : Lebar ( P : L ) Tinggi bak pengumpul (



: 12 inchi



:2:1



hbak )



:5m



Perhitungan : Volume bak pengumpul (



V bak )



V bak =Q x Td 3



V bak =0 ,14 m /dtk x 10 mnt x 60 dtk /mnt V bak =84 m



3



Luas bak pengumpul (



A bak =



A bak )



V bak h bak



84 m A bak = 5m



3



A bak =16 , 8 m



2



Dimensi bak pengumpul Perbandingan antara panjang dan lebar bak adalah : 



Lebar bak pengumpul (



Lbak )



A bak = Pbak x Lbak → Pbak =2 Lbak A bak = 2 Lbak x Lbak



P : L=2 : 1



Lbak = 



0,5



A bak



16 , 8 m2 = 2



[ ] [ 2



]



0,5



Panjang bak pengumpul (



=2,9 m



Pbak )



Pbak =2 x Lbak Pbak=2 x 2,9 m=5,8 m 



Kedalaman free board (



h Free board ) direncanakan 10% dari kedalaman bak yang



direncanakan, maka : h Free board =10 0 0 x h bak h Free board =10



0 0



x 5 m=0,5 m



Maka tinggi bak pengumpul adalah ;



hbak =5 m + 0,5 m=5,5 m Dimensi bak pengumpul adalah :  Lebar



: 2,9 m



 Panjang



: 5,8 m



 Tinggi



: 5,5 m



 Cek volume bak pengumpul (



V bak )



V bak = Pbak x Lbak x hbak V bak = 5,8 m x 2,9 m x 5 m=84 ,1 m  Cek waktu detensi bak pengumpul (



td bak =



3



td bak )



V bak Q bak



84 , 1 m3 td bak = =10 mnt ( 0 ,14 m3 /dtk x 60 dtk /mnt ) 



Jalur Pipa Transmisi Intake – Reservoir Distribusi (Desinfeksi di reservoir) Sumber air baku yang digunakan adalah Sungai Krueng Keureuto. Sistem pengaliran



air menggunakan sistem gravitasi dengan beda tinggi 10 meter dan jaraknya 2,5 Km. Kriteria Perencanaan :







Kapasitas pipa transmisi (Qrata-rata) = 140 l/dtk = 0,14 m3/dtk







Kecepatan aliran melalui pipa = 1,5 m/dtk







Koefisien kekasaran pipa steel (C) = 140







Panjang pipa transmisi = 2,5 Km = 2500 m



Perhitungan : 



Luas penampang pipa (



A



)



Q 0 ,14 A= = =0 , 093 m2 v 1,5 



Diameter pipa (d)



d= 



4 A 4×0 ,093 = =0 ,34 m=34 cm≈14 inch π 3 , 14



√ √



Cek kecepatan aliran (v)



Q 0 , 14 m3 /dt v= = =1,5 m/dtk A 0 , 093 m2 



Kemiringan energi/slope (S) 1 Q 0 ,54 S= 2 , 63 0 ,2785×C×d 1 0,14 0 ,54 S= 2 ,63 0,2785×140×0 ,34 S=0 ,005



( (



 



)



)



Kehilangan tekan melalui pipa transmisi (hlmayor)



hlmayor =S×L=0 , 005×2500 m=12 ,5 m Kehilangan tekan melalui aksesoris pipa (hlminor)



v2 hl minor =k × 2g



( )



Contoh perhitungan :



hlGate valve=1×0, 39×



(



1,52 2×9,81



)



hlGate valve=0,04



m



Untuk perhitungan kehilangan tekan pada aksesoris lainnya dapat dilihat pada tabel berikut ini :



Tabel 5.1 Kehilangan tekan pada aksesoris pipa (Intake-Reservoir) Aksesoris Blow Off Bend 90°



k 0,3



2



0,07



Gate Valve



0,39



2



0,05



1,5



2



0,16



Gate valve



0,39



1



0,04



Bend 45°



0,2



2



0,05



0,3



8



0,26 0,63



Tee



Bend 900 Total



Jml



 



hlminor



Sumber : Hasil perhitungan







Kehilangan tekan melalui sistem transmisi (hltotal)



hl total=hl mayor +hl min or hl total=12 , 5+0, 63 = 13,13 m Berdasarkan data yang di peroleh data ketinggian lokasi intake adalah setinggi 600 m dari permukaan laut. Untuk lokasi instalasi penyediaan air minum memiliki ketinggian 580 m dari permukaan laut yang berjarak ± 2,5 Km dari intake. Berdasarkan pada data tersebut maka diketahui bahwa beda tinggi (hltotal) adalah sebesar 20 meter untuk itu sebelum air masuk ke dalam reservoir perlu di ketahui besar tekanan air yang masuk ke dalam bak sebagai berikut: 



Sisa tekan(hl) = Hav – hltotal = 20 meter – 13,13 meter = 6,87 meter



Ilustrasi jalur transmisi dari Intake menuju reservoir distribusi (desinfeksi di reservoir) dapat dilihat pada gambar berikut :



(hl=6,87 m)



Intake (+600 mdpl)



2,5 Km



Adapun Profil hidrolis dari sistem



Reservoir (+580 mdpl) keseluruhan transmisi



mulai dari intake hingga ke



reservoir distribusi dapat dilihat pada Gambar 5.4. 5.1 Desinfeksi Kriteria Desain : Bila menggunakan Kalsium Hipoklorit : Konsentrasi larutan Chlor



= 5%



Berat jenis kaporit (60%Cl2)



= 0,88 Kg/L



Sisa Klor



= 0,2-0,5 mg/L



Kriteria Perencanaan : Menggunakan klorinator yang diinjeksi ke pipa menuju reservoir. Kapasitas pengolahan



= 0,14 m3/dt = 140 L/dt



Dosis pembubuhan



= 2 mg/L Ca(OCl)2



Sisa chlor setelah yang diharapkan



= 0,5 mg/L



Operasional dua bak yang bekerja bergantian tiap 12 jam (ditambah 1 cadangan) DPC (Hasil pemerikasaan laboratorium) Tinggi bak



= 0,035 mg/L



= 1 meter



η pompa boster



= 75 %



Tekanan pompa pembubuh (hpembubuhan)



= 10 meter



Perhitungan : Dosis Chlor



Dosis Chlor=DPC+Sisa Chlor Dosis Chlor=0 , 035 mg/l+0,5 mg/l



Dosis Chlor=0 ,54 mg/l



Kebutuhan kaporit



Kebutuhan Kaporit=Q×dosis×kemurnian Kebutuhan Kaporit=(140 ) L /det×0 , 54 mg/l×



(100 60 )



Kebutuhan Kaporit=126 mg /det=10 , 9 kg/hari/kompartemen Volume Kaporit



kebutuhan kaporit 10 ,9 kg/hari = =12 , 4 L/hari Bj kaporit 0 , 88 kg /L



Vol kaporit =



Volume Pelarut



95 95 ×volkaporit = ×12 , 4 L /hari=235 , 6 L/hari 5 5



[ ]



Vol pelarut =



[ ]



Volume Larutan Total



Vol larutan=Volkaporit +Vol pelarut



=12 , 4 L /hari+235 , 6 L/hari



Vollaru tan=248 L/hari=124 L/12 jam Dimensi Bak Volume bak



= 44 L = 0,044 m3



Panjang



= Lebar = 0,6 m



Tinggi bak (h)



0,044m3 = (0,6 x0,6 )m = 0,122 m



Maka, dimensi bak adalah :







Panjang



= 0,6 m



Lebar



= 0,6 m



Tinggi



= 0,122 m + freeboard 0,2 = 0,32 ≈ 0,4 m Debit pembubuhan kaporit (



Qkaporit = 



Qkaporit )



Vollaru tan 44 L = =1 , 02×10−3 L/dtk t 12 jam×3600 jam/dtk



Berat jenis larutan (



ρlarutan )



ρlaru tan =[ ( % kaporit × ρkaporit ) + ( % air pelarut × ρ air ) ]



ρlaru tan =[ ( 5 % × 0 , 88 kg/ L ) + ( 95 % × 0 , 99695 kg / L ) ] =0 , 991 kg /L



Tenaga Pompa yang dibutuhkan (P)



P=



ρlaru tan × g × Qlaru tan × h pembubuhan η 2



0, 991 kg/L × 9, 81 m/dtk × 0, 00102 L/dtk × 10 m P= 0 , 75 2



3



P=0 ,13 kg.m /dtk ≈0 ,13 watt ≈ 0,00017 HP 5.2 Reservoir 5.2.1



Dimensi Bak Reservoir Penghitungan volume reservoir dapat dipermudah dengan menggunakan tabel suplai dan



pemakaian selama 24 jam dengan prosentase suplai rata-rata sebesar 4,17 % yang didapatkan dari perhitungan di bawah ini. Tabel 5.2 Perhitungan Volume Reservoir Waktu



Jumlah Jam



Pemakaian per jam (%)



Produksi per jam (%)



00 - 01 01 - 02 02 - 03 03 - 04 04 - 05 05 - 06 06 - 07 07 - 08 08 - 09 09 - 10 10 - 11 11 - 12 12 - 13 13 - 14 14 - 15 15 - 16 16 - 17 17 - 18 18 - 19 19 - 20 20 - 21 21 - 22 22 - 23 23 - 24



1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1



1.65 1.65 1.65 1.65 2.85 3.6 5.44 6.8 6.8 6.03 5.5 4.9 4.9 5.2 5.2 5.2 5.9 7.08 4.9 4.4 3.1 2.2 1.7 1.7



4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17



100



100



Jumlah



Reservoir Surplus ( + ) Defisit ( - ) 2.52 2.52 2.52 2.52 1.32 0.57 -1.27 -2.63 -2.63 -1.86 -1.33 -0.73 -0.73 -1.03 -1.03 -1.03 -1.73 -2.91 -0.73 -0.23 1.07 1.97 2.47 2.47 19.95



-19.87



Pada jaringan pipa distribusi akan direncanakan untuk tahap I (sesuai tahapan instalasi) :



Q hari max.



= 140 L/dtk



140 L/dtk 1,1



Q rata-rata =



= 127 L/dtk



Q jam puncak



= (127 L/dtk) x 1,5 = 190 L/dtk



Qeksisting



= (40 L/dtk) / 1,1 = 36 L/dtk



a. Persentase volume reservoir (%)



( 19 , 95+19 , 87 ) 2 %= = 19,9 % b. Volume reservoir (V) Qrata-rata = 0,127 m3/s V = 19,9%×Q×t



(



19 , 9 %×127 L/dtk× =



1 m3 ×1 hari×86400 dtk /hari 1000 L



)



= 2184 m3 c. Dimensi Reservoir Tipe reservoir adalah ground reservoir dengan volume 2184 m3 Kriteria kedalaman h adalah (3 - 6) m, untuk perencanaan diambil 5 m. Maka luas penampang melintang reservoir adalah :



Ac=



V h



2184 m Ac= 5m



3



Ac=436 ,8 m



2



Direncanakan perbandingan P : L = 2 : 1 maka, P:L=2:1 P = 2L Lebar bak dapat dihitung sebagai berikut,



L=



√



Ac 2



436 , 8 m 2 L= 2



√



L=14 ,8 m Maka, panjang bak : P = 2 x 14,8m P = 29,6 m Jadi, dimensi reservoir adalah : Panjang



= 29,6 m



Lebar



= 14,8 m



Kedalaman



=5m



Freeboard



= 0,5 m



5.4.2



Perpipaan Reservoir



a. Inlet Q inlet (Qrata-rata) = (127 L/dt ) / 2 = 63,5 L/dtk Kecepatan desain untuk inlet = 1,5 m/dt Luas pipa inlet (A)



Q A= v 3



0,0635 m /dtk 1,5 m/dtk = = 0,04 m2 Diameter pipa inlet adalah :



d=



4 A 4×0 ,04 = =0, 05 m=1,9inch≈2 inch π 3 ,14



√ √



b. Outlet Kecepatan desain outlet = 2 m/dt Luas pipa outlet (A)



Q peak v A= 3



0,19 m /dtk 2 m/dtk = = 0,095 m2 Untuk outlet digunakan pipa dengan diameter :



d=



4A 4×0 , 095 = =0 , 35 m=13 , 8 inch≈14 inch π 3,14



√ √



c. Pipa penguras Tinggi pengurasan (dp) = 2 m Volume pengurasan reservoir (V) V



= panjang x lebar x tinggi pengurasan = 29,6 m x 14,8 m x 2 m = 876 m3 Waktu pengurasan (t) = 15 menit Kecepatan pengurasan = 5 m/dt Debit pengurasan (Qd)



Qd



V = t 3



876 m = ( 15×60 ) dtk = 0,97 m3/dt Direncanakan memakai 2 pipa penguras, maka debit tiap pipa penguras (Qd’) adalah



0 ,97 m3 /dtk 2 Qd’ = = 0,485 m3/dt Diameter pipa (dp) :



dp=



√



4×Qd 4×0 , 485 = =0 , 12 m=4,7 inch≈5 inch π ×vd π×5



√



d. Pipa Overflow Debit overflow (Qof) = debit inlet (Qi) = 0,127 m3/dt Kecepatan overflow = kecepatan inlet = 1,5 m/dt Maka diameter yang digunakan untuk overflow sama dengan diameter pipa inlet yaitu 2 inch. e. Pipa Ventilasi Fungsi dari pipa ventilasi adalah untuk mengeluarkan udara yang terjebak dalam reservoir. Jumlah pipa ventilasi yang direncanakan adalah 4 buah pipa ventilasi dengan diameter 8 inci.