Makalah Bangunan Pengolahan Air Bersih [PDF]

Citation preview

MAKALAH



BANGUNAN PENGOLAHAN AIR BERSIH



DISUSUN OLEH : 1. 2. 3. 4. 5. 6.



ANGGELA GEOVANI F DIKA RESA DIKI WAHYUDI MEGA SUKMAWATI NANDA ELIZA SALSABILA RAMADHANTI



(173110303) (173110165) (173110064) (173110055) (173110028) (173110197)



KELAS : VI D



FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS ISLAM RIAU 2020



KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yag telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah Bangunan Pengolahan Air Bersih ini dengan tepat waktu. Adapun tujuan dari penyusunan makalah ini adalah untuk merencanakan bangunan pengolahan air befrsih, sebagai salah satu syarat untuk kelulusan mata kuliah Rekayasa Lingkungan. 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 makalah ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun bagi pembaca.



Pekanbaru,17 Maret 2020



Penulis



1



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ..................................................................................................



1



DAFTAR ISI ................................................................................................................



2



DAFTAR TABEL.........................................................................................................



3



DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................



4



BAB I PENDAHULUAN .............................................................................................



5



1.1 Latar Belakang.............................................................................................



5



1.2 Maksud dan Tujuan .....................................................................................



6



1.3 Ruang 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



LAMPIRAN .................................................................................................................



78



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 Tabel4.9 Kriteria Media Filter.............................................................................................61



DAFTAR GAMBAR



Gambar 2.1 Unit-Unit Operasi Dan Proses Yang Biasa Digunakan Dalam IPA.....................11 Gambar 3.1 Skema Unit Operasi Terpilih................................................................................25 Gambar 4.1 Susunan Media Filter............................................................................................61



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. Dengan mengetahui kriteria perencanaan dan perancangan dari suatu bangunan pengolahan air maka tujuan yang hendak dicapai untuk mendapatkan air bersih yang baik aman dan layak (terutama untuk pemenuhan kebutuhan air minum) dari segi investasi dan operasi dapat tercapai.



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.



2) Rencana detail terdiri dari Maksud, tujuan, fungsi, criteria perencanaan, perhitungan unit operasi dan unit proses BPAM serta perhitungan hidrolis dan penggunaan bahan kimia.



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.



4.



Lokasi penempatan IPA pada daerah relatif datar dengan luas yang memadai hinggan akhir tahun perencanaan.



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



Mandi, kakus



20 liter



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



Jumlah



150 liter



(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.



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 c. Kontrol pada sistem transmisi dan distribusi untuk mencegah kontaminan.



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 :



Intake



Sedimentasi



Pra sedimentasi



Koagulasi & Flokulasi



Filtrasi



Desinfeksi



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).



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 d) Upflow sludge resirculasi sedimentasi



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. Air baku yang memiliki tingkat kekeruhan yang cukup tinggi harus ditambahkan dengan bahan kimia terlebih dahulu pada proses sebelumnya, yaitu pada proses koagulasi



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 digunakan karena cara tersebut murah dan efektif untuk digunakan pad akonsentrasi rendah. Klorinasi ini dapat diaplikasikan baik dalam bentuk gas maupun hipoklorit, namun bentuk yang paling umum digunakan adalah gas.



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 Non26,04 42,15 Domestik 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 Berdasarkan pertimbangan kemampuan sosial, ekonomi, penduduk dan biaya yang



dibutuhkan untuk membangun instalasi pengolahan air bersih, kebutuhan air minum



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 : Pemakaian air di pengolahan tahun 2020 = 7 % x 11578,46m3/hari



= 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 365 106 = 4,521Juta m3/hari



Tabel 3.2 Kapasitas Produksi BPAM Keterangan Suplai harian max tingkat pemakaian air di pengolahan pemakaian air di pengolahan faktor penyadapan air baku penyadapan air baku kapasitas produksi : a. Harian maksimum



b. Tahunan



Satuan 2020 m3/hari 11578,46 %



7%



m3/hari 810,4925 -



1,2



2025 13651,2



2030 19418,4



6%



5%



819,072



970,92



1,2



1,2



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



m3/hari 12388,96 14470,27 20389,32 L/detik



140



170



240



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 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140



20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75



7 6 5 4 4 3 3 3 2 2 2 2



Hasil Hasil Hasil sisa 2025 kurang unit sisa 2030 kurang unit sisa l/dtk l/dtk l/dtk 140 0 170 30 2 40 10 240 60 3 60 0 150 10 170 20 1 25 5 240 65 3 75 10 150 10 170 20 1 30 10 240 60 3 90 30 140 0 170 30 1 35 5 240 65 2 70 5 160 20 170 10 0 0 -10 240 80 2 80 0 135 -5 170 35 1 45 10 240 60 2 90 30 150 10 170 20 0 0 -20 240 90 2 100 10 165 25 170 5 0 0 -5 240 75 2 110 35 120 -20 170 50 1 60 10 240 60 1 60 0 130 -10 170 40 1 65 25 240 45 1 65 20 140 0 170 30 1 70 40 240 30 1 70 40 150 10 170 20 0 0 -20 240 90 1 75 -15



2020 kapasitas unit Hasil sisa 2025 kurang unit Hasil sisa 2030 kurang unit Hasil sisa 140 80 2 160 20 170 10 0 0 -10 240 80 1 80 0 140 85 2 170 30 170 0 0 0 0 240 70 1 85 15 140 90 2 180 40 170 0 0 0 0 240 60 1 90 30 140 95 1 95 -45 170 75 1 95 20 240 50 1 95 45 140 100 1 100 -40 170 70 1 100 30 240 40 1 100 60 Tabel 3.4 Rekapitulasi Kapasitas Modul penambaha n unit



jumla h unit



2020 2025 2030



1 2



4 1 2



Kapasitas Produksi L/dtk



Tahun



kapasita s produksi (l/dtk) 140 170 240



Kebutuha n air (l/dtk)



Q modul (l/dtk)



Sisa produks i (l/dtk)



% sisa produks i



140 35 70



35 35 35



0 5 5



0 3 2



Grafik Pentahapan IPA 300 250 200 150



kapasitas produksi (l/dtk)



100 50 0



2020



2025 2030 Tahun Pentahapan



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



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 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24.



Parameter Total Dissolved Solids (TDS) Total Suspended Solids (TSS) Suhu Kekeruhan pH Air Raksa (Hg) Besi (Fe) BOD COD Chloride (Cl) Dissolved Oxygen (DO) Fenol Fluoride (F) Mangan (Mn) Minyak NO₂N NH₃N (AmmoniaNitrogen) NO₃N (NitrogenNitrogen) PO₄P (Phosphate) SO₄ (Sulfate) Tembaga (Cu) Timbal (Pb)



Satuan



PP No. 82/2001 A. Fisika



Minimu m



Ratarata



Maksimum



mg/l



1000



773



1047



1321



mg/l



50



45



67



89



27.3 3.2



28.1 6.3



28.9 9.4



7.3 0.0005 0.123 5 12.6 6.5



7.7 0.00075 0.223 8.65 18.05 14.4



8.1 0.001 0.323 12.3 23.5 22.3



⁰C NTU mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l



27 - 32.5 5 B. Kimia 6–9 0.001 0.3 2 10 600



mg/l



>6



3.6



5



6.4



mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l



0.001 0.5 0.1 1 0.06



Vh) (Tidak terjadi penggerusan) b) Sludge Zone Q = 0,035 m3/dtk B=4m Vs = 0,0058 m/dtk Volume Lumpur Konsentrasi Ps = 270 NTU x 0,0013 kg/m3 = 0,351 kg/m3 Berat jenis sludge (ρ)



= 2,5 kg/L



% Removal



= 80%



PBPAM / Anissa Rizky Faradilla/ 08211005 Asumsi kadar lumpur



= 8%



Ketinggian lumpur



= 50 cm = 0,5 m



Freeboard antara lumpur dengan zona inlet 50%H = 50%.2 m =1m = 80% x 0,351 kg/m3



Lumpur yang diendapkan



= 0,280 kg/m3 Lumpur yang dimasukkan di bak pengendapan = 0,058 m3/dtk x 0,28 kg/m3 = 0,010 kg/dtk Lumpur yang dihasilkan per hari/bak



= 0,010 kg/dtk x 86400 𝑑𝑡𝑘



1 ℎ𝑎𝑟𝑖



= 849,14 kg/hari 𝐿𝑢𝑚𝑝𝑢𝑟𝑦𝑎𝑛𝑔𝑑𝑖ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙𝑘𝑎𝑛



Volume lumpur/hari/bak



= (% 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



=



A1



10,8 𝑚3/ℎ𝑎𝑟𝑖 0,549 𝑚



= 1,54 m2 2 m2



=PxL 2 m2= P x 8 P



A2



= 2,5 m = 20% x A1 = 20% x 20 m2 = 0,4 m2



A2



= P : L= 4 : 1



4 = 4L x L 4 = 4L2 1 = L2 L=1m P = 4B P=4m 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 𝑄



A = 𝑉=



0,035 𝑚3/𝑑𝑡𝑘 0,9 𝑚/𝑑𝑡𝑘 =



0,04 m2



Diameter A = 1⁄4πd2 d=√



4 𝑥𝐴 = 𝜋



√



4 𝑥0,04 3,14



= 0,22 m 250 mm



Q Pengurasan Q



=Ax



V = 1⁄4 πd2 x V = 1⁄4x 3,14 x (0,252)m2 x 0,9 m/dtk = 0,04 m3/dtk Lama Waktu 1x Pengurasan 𝑉𝑏𝑎𝑘𝑙𝑢𝑚𝑝𝑢𝑟



T = 𝑄𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑟𝑎𝑠𝑎𝑛



4,24 𝑚3



= 0,04 𝑚3/𝑑𝑡𝑘



c) Zona Inlet Q modul = 0,035m3/dtk



= 96,15 detik 2 menit



V



= 0,3 m/dtk



Dimensi Inlet



𝑄



A = 𝑉=



0,035 𝑚3/𝑑𝑡𝑘 0,3 𝑚/𝑑𝑡𝑘 =



0,12 m2



Lebar Inlet Asumsi P = 2L A



=PxL



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 𝑃𝑥𝐿



R = 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 S1/2



VxA



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



V



2 1 𝑥𝑅 ⁄3𝑥𝑆 ⁄2



=𝑛



𝐴 1



= Panjang Inlet



2 1 𝑥0,07 ⁄3𝑥 (9 𝑥10−5) ⁄2



0,015



0,16



= 0,3 m/dtk (Ok)



= 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



Luas Lubang (A) = 1⁄4πd2



= 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



/𝑑𝑡𝑘



𝑄𝑏𝑎𝑘 = 𝑄𝑙𝑢𝑏𝑎𝑛𝑔



= 0,035 𝑚3



= 14,86 lubang 15 lubang



0,02



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) 2m



= (10 + 1) x b x (10 x 0,1)



2m



= 11 b x 1



11 b



=2m–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



Vs = 5,8.10-4 m/dtk



Jumlah Pelimpah yang Digunakan 𝑄𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙



< 5 x h x Vs



𝑛𝑥𝐿 0,035 𝑚 /𝑑𝑡𝑘



3



< 5 x 2 x 6,94.10-4



𝑛𝑥 8 𝑚



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 𝑥10−4𝑚3/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 = Panjang Gutter



𝑄 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙 𝑛



= 0,035 = 0,0175 m3/dtk 2



= (Vnotch x L Vnotch) + (Vnotch x jarak tiap Vnotch



= (12 x 0,15 m) + (12 x 0,15 m) = 3,6 m = 4 m = 0,00175 m3/dtk



Q tiap Gutter



= 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 = 2,49 x Bp x Ho3/2



Maka : 0,061 cfs 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 A



=𝑄



𝑉



d 𝐷



= √ =



8 𝑚 −(2+1)𝑥 0,3𝑚



=



0,035



(2+1)𝑥 2



1,2



= 0,25 m



= 0,03 m2



= 1⁄4πd2



A



P=𝐴



=



0,03 0,20



= 0,14 m



4𝑥 0,03 3,14



= 0,19 m 200 mm



Volume bak PxLxH



= 0,14 m x 0,31 m x 0,31 m



= 0,01 m3 Check V Q=AxV 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



H air



0,035 0,8



= 0,04 m2



= 𝐴 + 𝐹𝑟𝑒𝑒𝑏𝑜𝑎𝑟𝑑 𝐿



=



0,04



0,5



+ 0,2



= 0,29 m A= 1⁄ πd2 4 d=



=√



4𝑥𝐴 √ 



4 𝑥0,04 3,14



= 0,24 m 250 mm



Check V Q=AxV 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



Cd



= 1,2



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) Ptotal = Pd + Pj = 0,34 + 0,57= 0.92 m



Volume bak koagulasi (Vol)



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 masingmasing: G1



= 50/det



G2



= 20/det



G3



= 10/det



Maka gradient rata-ratanya adalah: 50 + 20 + 10 a) Saluran Inlet



3



= 26,67/𝑑𝑒𝑡



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 m2 P : L A



=PxL



14 = 3L2



=3:1



= 42/3 = 14



L



= 2.16 m = 2,5 m



P



=3xL



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 = [



1/3



2P Cd x ρ x L



]



=[



2 x 34.16 1,3 x 997 x 2,5



]



1/3



= 0,27 m/det



Sehingga putaran: n=



Vp x 60 π x d x 0,75



=



0,27 x 60 3,14 x 1 x 0,75



= 7.129 rpm



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 = [



2P Cd x ρ x L



1/3



]



=[



2 x 5.466 1,3 x 997 x 2,5



1/3



]



= 0.152 m/det



Sehingga putaran:



n=



Vp x 60 π x d x 0,75



=



0,152 x 60 3,14 x 1 x 0,75



= 3.89 rpm



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 = [



1/3



2P Cd x ρ x L



]



=[



2 x 1.36 1,3 x 997 x 2.5



]



1/3



= 0,09 m/det



Sehingga putaran n=



Vp x 60



=



π x d x 0,75



0,09 x 60 3,14 x 1 x 0,75



= 2,46 rpm



d) Kehilangan Tekanan (HL) Q



1,85



HL = ( 0,2785 x C x D2,63 )



=(



0,035 0,2785 x 130 x (0,094)



e) Luas bukaan/pintu



A



Qbak  0,035m3 / det v ik 2,47m / det ik



 0,036m2



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



=1m



Jarak tube ke pipa inlet



= 0,5 m



Jarak gutter ke plate



= 0,4 m



Waktu detensi



= 2 jam = 7200 detik



Dimensi bak



1,85



) 2,63



= 0,255 m



A



=



Q



SL 0,035



= (80⁄86400)



= 37,8 m2 1



L



= (𝐴 × 6)0,5 1



= (37,8 ×



)0,5



6



= 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



= 2,2 m



37,8



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



𝑡𝑢𝑏𝑒 = 𝑇𝑒𝑏𝑎𝑙 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 = 516 buah



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



=



𝑉𝑜



2



𝑔𝑅 0,00232



= 9,81 × 2,02 × 10−7 = 2,682 (stabil) 



Zona inlet



HL manifold



= 31 × 𝑓 ×



× 𝑉2 × 2𝑔𝑔



𝑃



𝐷



= × 0,0012 × 1



13



3



= 0,0006 m A orifice



= 0,25 × π × d2 = 0,25 × 3,14 × 0,052 = 0,00196 m2



Q orifice



= A × v orifice = 0,00196 × 0,153



0,05



× 0,0142 × 2 × 9,81



= 0,0003 m3/detik



Jumlah orifice



= QQ modul orifice 0,035



= 0,0003 = 116,56buah ≈ 117buah Jumlah orifice kanan/kiri = 117 : 2 = 59 buah



Jarakantar orifice =



[𝑃 − (𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎 𝑜𝑟𝑖𝑓𝑖𝑐𝑒 ×𝐷)] 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎 𝑜𝑟𝑖𝑓𝑖𝑐𝑒 + 1



=



[13 − (59 ×0,05)] 59 + 1



= 0,22 m HL aktual = k × 2g × v orifice2 = 1 × 2 × 9,81 × 0,1532 = 0,0012 m 



Zonalumpur



Beratjenislumpur



= SS ×100,035 gr/L = 1,004 ×100,035 gr/L = 1004,035 kg/m3



Lumpur yang dihasilkan : Presentase removal



= 80%



Konsentrasiendapan



= 80% ×56 mg/L = 44,8 mg/L = 0,0448 kg/m3



Beratlumpur



= Q bak×konsentrasiendapan = 0,035 m3/dtk× 0,0448 kg/m3× 86400 dtk/hari = 135,48 kg/hari



Jumlah PAC yang diperlukanuntukmengolah debit 0,035 m3/dtk = ( 0,035 m3/dtk× 86400 dtk/hari×40 mg/L × 1000 ) / 106 = 120,96 kg/hari Denganreaksi : 2AlCl3(1) + 6HCO3 % Al2O3dalam PAC BM PAC



2Al(OH)3 + 6Cl + 6CO2 = 10% = 645 gr/mol



Mol Al dalam PAC



=



10% × 120,96 kg/hari × 1000 gr/kg 645 gr/mol



= 18,75 mol Mol Al (OH)3 yang terbentuk



= 2 × 18,75 mol = 37,51 mol



BeratlumpurAl(OH)3 yang terbentuk



= mol× BM Al(OH)3 =



(37,51 × 78) = 1000



2,93 kg



Berat total lumpur = beratlumpur + beratlumpurAl(OH)3 = 135,48 kg/hari +2,93 kg/hari = 138,40 kg/hari Volume lumpurtiapbak



= =



beratlumpur %lumpur×bjlumpur 138,40 2% ×1004,035



= 6,89 m3/hari Dimensiruanglumpurmenggunakanlimasterpancung LuasAtas (A1)



= Pbak × Lbak = 16 m × 3 m = 48 m2



Luasbawah (A2)



= 75% × A1 = 75% × 48 m2 = 36 m2



Panjangbaklumpur= 36



3



= 12 m



Volume



=P×L×H



6,15 m3



= 12 × 3 × H



H= 0,2 m Volume ruanglumpur



= 1/3 × tinggi × ( A1 + A2 + (( A1 + A2)0,5)) = 1/3 x 0,2 x [27,3 + 20,475 + ((27,3+ 20,475)0,5)] = 6,15 m3







Pengurasanzonalumpur



Frekuensipengurasan



=



volumelumpur per hari volume ruang lumpur



6,89



=6,15 = 1,12 = 1



Pengurasandilakukan1 kali sehari



Tinggitekanantersedia



= tinggisedimentasi + tinggipenampanglumpur = 2,2 m + 0,24 m = 2,44 m



Jumlahpipapengurasanadalah 2 buah, denganjenis carbon steel Diameter



= 150mm



Cd



= 0,14 = 0,25 × π × d2



A



= 0,25 × 3,14 × 0,152 = 0,018 m2 vpipa



= Cd ×√2𝑥 𝑔 𝑥 𝐻 = 0,14×√2𝑥9,81𝑥2,44 =0,96 m/dtk



Q pipa



= A pipa× v pipa = 0,018 m2×0,96 m/dtk = 0,017 m3/dtk



Volume lumpurtiappengurasan = volume lumpur 1



=



6,149 1



= 6,149 m3 Lama pengurasan



=



volume lumpur tiap pengurasan 𝑄 6,149



= 0,017 = 360,72 detik = 6,012 menit 



Zona outlet



Q di outlet



4.922



= 0,035 − 86400 = 0,0349m3/dtk



Tinggi air di v-notch = 0,05 m Panjangsaluranpelimpah = 16 m Desain v-notch : Q 1 gutter



Q outlet



= Ʃ gutter = 0,0349= 0,0349 m3/dtk 1



Hair pada v-notch (ho) = 5 cm = 0,05 m T free board = ½ ho = 2,5 cm = 0,025 m = 2 × ho ×tg 450



Lebarmuka air pada v-notch



= 2 × 0,05 m ×tg 450 = 0,16 m = 2 ×( ho + T freeboard ) ×tg 450



Lebarpintu v-notch



= 2 × (0,05m + 0,025 m) × tg450 = 0,24 m = 1,38× (ho)5/2



Q tiap v-notch



= 1,38× (0,05 m)5/2 = 0,00077 m3/dtk Jumlah v-notch tiap gutter



= Q gutter



Q tiap v notch 0,0349



= 0,00077 = 45,2 buah = 45 buah Jumlah v-notch di duasisi gutter



= 452 = 23 buah P – (Lebar v−notch × jumlah v−notch)



Jarakantar v-notch



=



=



Jumlah v notch − 1 13 – (0,24 × 16) 16 − 1



= 0,5 m Panjang gutter



= (Ʃ v notch × L v notch) + ((Ʃ v notch-1) ×jaraktiap v notch) = ( 23× 0,24 m) + [(23-1) × 0,6 m] = 16 m



Bp (lebar) asumsi = 0,5 m Q gutter



= 2,49 × Bp × ho3/2



0,024



= 2,49 × 0,5 × ho3/2



Ho



= 0,091 m



Tinggi gutter (Hp)



A



=



Ho + 15%Ho + Tinggi air dalam v-notch + freeboard



=



0,091 + (0,15 × 0,077) + 0,05 + 0,025



=



0,180 m



= L × Hair = 0,5 m × 0,077 m = 0,046 m2



v



= Q / A = 0,024 / 0,0385= 0,766 m/dtk



kehilangantekananpadazona outlet : n = 0,013 R



(Bp × Hp)



= (2Hp + Bp) (0,5 × 0,1635)



= (2 × 0,1635 + 0,5) = 0,105 m v



Q gutter



=A gutter 0,024



= (0,5 ×0,1635) = 0,388 m/dtk v



= 1/n × R2/3× S1/2



0,388



= 1/0,013 x (0,0988 m)2/3× S1/2



S



= 5 ×10-4



Hl saluran



= S ×panjangpipa = 5×10-4×13 m = 0,008 m



Saluranpengumpul : Ditetapkan : Jumlahsaluranpengumpultiapbakadalah 1 buah Q saluranpengumpul = 0,035 m3/dtk Lebarsaluran



= 0,5 m



Panjangsaluran



= L bak = 2,1 m



Td



= 10dtk



Volume saluran



= Q × td = 0,035 m3/dtk× 10dtk = 0,35 m3



Tairpadasaluran



V saluran



= A saluran =



0,35 (0,5 × 2,1)



= 0,233 m2 Kehilangantekananpadazonaoulet (Hl) : n = 0,013



R



(Tair × H)



= (2H + Tair) (0,233 × 0,5)



= (2 × 0,5 + 0,238) = 0,121 v



=𝑄



𝐴 0,035



= (0,238 ×0,5) = 0,300 m/detik v



= 1/n × R2/3× S1/2



0,300



= 1/0,013 x (0,122 m)2/3× S1/2



S



= 3 ×10-4



Hl saluran



= S ×panjangpipa = 3 × 10-4×2,1 m = 0,00078 m



Pipa Outlet Kecepatanaliran (v)



= 0,21 m/dtk



Panjangpipa (L)



= 0,5 m



F



= 0,02



Luaspipa (A)



= Q/V = 0,035 / 0,21 = 0,1 m2



A



= 0,25 × π × d2



0,119



= 0,25 × 3,14 × d2



d



= 0,389 m = 0,4 m



Adesain



= 0,25 × π × d2 = 0,25 × 3,14 × 0,42 = 0,1 m2



Cekkondisiaktual : Vactual



=𝑄



𝐴



=



0,035 (0,1)



= 0,279 m/detik F = 0,02



= f × (L/d) × (v2/2xg)



Hl pipa outlet



= 0,02 × (0,5 / 0,4) × [(0,199)2 / (2 × 9,81)] = 1×10-5 m



4.3.6



FILTRASI



Dimensi Bak = 12 x Q1/2



Jumlah filter (n)



= 12 x (0,035 m3/dtik)1/2 = 2.2 ≈ 3 filter Asumsi Vf = 10 m3/m2/jam = 2,8 . 10-3 m/dtk A filtrasi total =



2



Q 0,035 m /dtk 12.58 m 2 3 2  Vf 2,8.x10 m / dtk



A tiap filtrasi



12.58 m 2 3



= 4.19 m2



= P:L=2:1 A=PxL 4.19 m2 = 2 L2 L2 = 2.095 L = 1.44 m L = 1.5 m P = 2 x 1.5 m = 3 m A filtrasi sebenarnya



=PxL = 3 m x 1.5 m = 4.5 m2



Tinggi Bak Filtrasi (H)= 1,5 x Ldesain =3 m Dimensi Underdrain Lubang Orifice Aorifice : A bak



= 0,0015 : 1



 orifice = 2 cm



= 0,02 m



A orifice



= 0,0015 x 4.5 m = 0,00675 m2



A tiap orifice



= ¼ .  . D2



= ¼ .  . (0,02m)2 = 3,14 x 10-4 m2



2 A orifice 0,00675 m 4 2 A tiap orifice  3,14x10 m



Jumlah orifice =



= 21.49 lubang = 22 lubang Lateral A lateral : Aorifice = 2 : 1 Jarak antar lateral



= 0,3 m



Jarak lateral ke dinding



= 0,25 m = 25 cm



A lateral total



= 2 x A orifice = 2 x 0,00675 m2 = 0,0135 m2



Panjang manifold



= panjang bak – jarak lateral ke dinding = 3 m – 0,25 m = 2,75 m Panjang manifold Jarak antar lateral x 2



Jumlah lateral = =



2,75 m 0,3 m



x 2 = 19 buah



Jumlah orifice  22 1,15  2 lub ang Jumlah Lateral 19



Orifice untuk 1 lateral =



A lateral total



A tiap lateral =



0,0135m2 7.1x104 m2  



Jumlah lateral



A lateral



= ¼ .  . D2



7.1 x10-4 m



= ¼ .  . D2



D



=



7.1x104 m x 4 3,14



= 0,030 m = 30 mm Manifold A manifold : A lateral



=2:1



A manifold = 2 x 0,0135 m2 = 0,027 m2 A



= ¼ .  . d2



19



D=



0,027 m2 x 4  0,185 m = 185 mm 3,14



Panjang lateral tiap sisi (L)



= L – (2 x jarak lateral ke dinding) -  manifold = 1.5 m – (2 x 0,25 m) – 0,19 m = 0.81 m P lateral (3 x  orifice ) 3



Jarak antar orifice =



= 0.81m  3 x 0,19 m  0,151m 3 HLUnderdrain Q tiap bak = Orifice Q orifice =



V orifice = H orifice =



0,035 m 3 / dtk 0,0116m3 / dtk  3 Q tiap bak







n orifice



0,0116



4



3



 5.3.10 m / dtk



22



4 Q 5.3 x 10 m3 / dtk 0,078 m / dtk  orifice  0,00675m2 2 A 1,7 x 0,078 m /  0,00053m orifice dtk



1,7 x V 2 2.g



x



2 x 9,81



Lateral Kekasaran pipa (f) Q lateral = V lateral = HL lateral =



= 0,025 Q tiap bak







0,0116



3



3



 0.63x10 m / dtk



n lateral 19 3 3 Q tiap lateral 0.63 x 10 m / dtk 3   0,047 m 2 A lateral 0,0135m L V 21



3



x



D



xf x



29



/ dtk



=



1



2 2 (0,047) x 0,025 3 0,030 2 x 9,81 x



x



= 0,00030 m Manifold Q manifold =



Q tiap bak n manifold







0,0116 1



3



 0,0116m / dtk



PBPAM / Anissa Rizky Faradilla/ 08211005



V manifold



Q







0,0116



 0,432m / dtk



=



A 0,027 HL manifold 1 L V 2 x xfx 3 D 2g 1 1.5 = x 0,432 x 0,02 5x 3 0,19



2 x 9,81



= 0,0063m HL under drain



= HL Orifice + HL lateral + HL manifold = 0,0005 m + 0,0003 m + 0,0063 m = 0,007 m



Penyaringan Asumsi terdapat 2 jenis media penyaring (pasir dan antrasit) dan 1 jenis media penyangga (kerikil atau gravel). Tabel 4.9 Kriteria Media filter MEDIA



DIAMETER MEDIA (cm)



ANTRASIT



0,0934 – 0,1225



PASIR



0,0590 – 0,0840 0,0840 – 0,1190 0,1190 – 0,1200



KERIKIL



1,27 – 1,90



Antrasit



P



TE



PBPAM / Anissa Rizky Faradilla/ 08211005 asir Kerikil G a m b a r 4 . 1 S u s u n a n m e d i a f i l t e r







Media Pasir



Pasir Nre < 5 Porositas awal (ƒ)



= 0,4



Tebal pasir



= 70 cm



Diameter (d)



= 0,8 mm



Viskositas (ν)



= 8.64 x 10-6 m2/detik



Kecepatan Filtasi (Vf)



= 0,00278 m/dtk



Nre =



=



 Vf xd (1  f x w ) 1 3



x (1  0,4) HL = 180 x x



3



(2,8x10 )x (0,8 .10 ) 6



8.64 x10 w



= 0,1544 ……(OK)



(1  f ) x Vs x L D2 3 f 2



g



(8.64 x10 = 180 x ) 9,81



6



x



3



(1 2 0,4)



x 3



0,4



2,8 x10



3 2



(0,8.10 )



x 0,7



= 0, 228 m 



Media Antrasit



Antrasit Nre < 5 Porositas awal (ƒ)



= 0,4



Tebal pasir



= 70 cm



Diameter (d)



= 1 mm



Viskositas (ν)



= 8.64 x 10-6 m2/detik



Kecepatan Filtasi (Vf)



= 0,00278 m/dtk



Nre =



=



 Vf xd (1  f x w ) 1



x (1  0,4)



3



3



(2,8 x10 )x(1x10 ) 6



8.64 x10



= 0,193………(OK)



HL = 180 x x



w g



(1  f ) x Vs x L D2 3 f 2



6



8.64 x10 = 180 x 9,81



x



3



(1  2 0,4)



2,8 x10 x



0,4



3



 Media Penyangga Kerikil



3 2



(1x10 )



x 0,7 = 0,146 m



Antrasit Nre < 5 Porositas awal (ƒ)



= 0,4



Tebal pasir



= 30 cm



Diameter (d)



= 0,3 mm



Viskositas (ν)



= 8.64 x 10-6 m2/detik



Kecepatan Filtasi (Vf)



= 0,00278 m/dtk



Nre =



 Vf xd (1  f x w )



=



1 3



x (1  0,4) HL = 180 x x



6



0,995 .x10 w g



= 13,9 m..........(OK)



(1  f ) x Vs x L D2 3 f 2



6



= 180 0,995 x 10 x 9,81 HL media



3



(2,8 x10 )x (3 .x10 )



(1 0,4) x x 3 0,4



2



3



2,8.x10



3 2



(3 x 10 )



= HL pasir + HL antrasit + HL kerikil = 0,263 m + 0, 168m + 8 x 10-5 m = 0,43 m



Tinggi muka air > HL total HL total



= HL media + HL under drain = 0,43 m + 0,01 m = 0,442 m



Maka tinggi air = 1 m Hmax



x 0,3



= Tinggi muka air x HL total = 1 m + 0,442m = 1,442 m



Back Wash V back wash= 4 x Vs = 4 x 0.00278 m/dtk = 0,112 m/dtk



= 8 x 10-5 m



 Media Pasir Tebal pasir = 70 cm w = 995 kg/m3



s = 2650 kg/m3 Porositas akhir filtrasi (f1) artinya kedalaman di mana penyaringan mulai tersumbat. (1/ 3) f1 = 2,95 x w(1/ 4,3) x  w x Vf g (1/ 3,2) s . w D(1/ 2)



= 2,95 x 0,995 x10



3



6 (1/



x



4,3)



9,81(1/ 3,2)



995kg / m



2650  995kg / m x



3



2,78.103(1/ 3) 8x104(1/ 2)



= 0,90 m Asumsi % expansi = 20% (tidak boleh lebih dari 60%) 20% = Le  Lo x100% Lo 0,2 =



Le  0,7 m 0,7 m



Le – 0,7 m = 0,14 Le = 0,14+ 0,7 Le = 0,84 m Tinggi ekspansi (fe) (1-fe)2 Le



= (1-fe) . Lo



(1-fe) 0,84 m



= (1-0,312 m) . 0,7 m



1 - fe



= 0,573 m



fe



= 0,426 m



HL pasir x



= 130



w0,8 (1  f )2 9,81



= 130 x



e



x



fe



0,995 x10 (0,8)



9,81 = 0,0084 m  Media Antrasit  antrasit



= 1 mm



s = 2650 kg/m3 w = 995 kg/m3



3



x



f



1;2



bw



x Le d 1,8



6



x



(1  2 0,91) 0,91



x 3



0,01(1,2) 0,8x103 (1,8)



x 0,84



Tebal antrasit Porositas akhir (f1)



= 70 cm



f1 x



= 2,95



w



w(1/ 4,3) x



Vf



x



s . w



g (1/ 3,2)



(1/ 3)



D(1/ 2)



995 2,8 x103(1/ 3) x 3(1/ 2) 2650  995 1.10



x106 (1/ = 2,95 x 0,9954,3)



x



9,81(1/ 3,6) = 0,279 m



Asumsi % expansi = 20% (tidak boleh lebih dari 60%) 20% = Le  Lo x100% Lo 0,2 =



Le  0,7 m 0,7 m



Le – 0,7 m = 0,14 Le = 0,14 + 0,7 Le = 0,84 m Tinggi ekspansi (fe) (1-fe)2 Le



= (1-f1) . Lo



(1-fe) 0,84 m



= (1-0,279 m) . 0,7 m



1 - fe



= 0,600 m



fe



= 0,399 m w0,8



HL antrasit x



= 130



(1  f ) e



x 9



2



fe



1;2



x



3



D



6 (0,8)



= 130 x



0,995 x10 9,81



= 0,025 m  Media Penyangga Kerikil kerikil



= 3 mm



s = 2650 kg/m3 Tebal kerikil Porositas akhir (f1) f1 x



= 2,95



= 30 cm



fbw



x



xL e



1,8



(1 2 0,39) 0,39



x 3



0,01(1,2) 1x103 (1,8)



x 0,84



w(1/ 4,3)







x g (1/ 3,2)



w



x



s . w



x106 (1/ = 2,95 x 0,9954,3) 9,81(1/ 3,6)



Vf



(1/ 3)



D(1/ 2)



995 2,8 x103(1/ 3) x 3(1/ 2) 2650  995 3x10 x



= 0,147 m Asumsi % expansi = 20% (tidak boleh lebih dari 60%) 20% = Le  Lo x100% Lo 0,2 =



Le  0,3 m 0,3 m



Le – 0,3 m = 0,15 Le = 0,15 + 0,3 Le = 0,36 m Tinggi ekspansi (fe) (1-fe)2 Le



= (1-fe) . Lo



(1-fe) 0,45 m



= (1-0,097 m) . 0,3 m



1 - fe



= 0,602 m



fe



= 0,209 m w0,8



HL kerikil x



= 130



(1  f ) e



x 9



fe



2 1;2



x



3



D



6 (0,8)



= 130 x



0,995 x10 9,81



fbw



x



xL e



1,8



(1 2 0,88) 0,88



x 3



0,01(1,2) 3x103 (1,8)



= 5,8 x 10-6 m HLTotal Backwash = HL pasir + HL antrasit + HL kerikil = 0,0084 m + 0,0167 m + 1.25 x 10-5m = 0,025m HL media di filtrasi lebih rendah daripada HL media di back wash. Debit pencucian



= fbw x A = 0,01 x (4 x 2) = 0,08 m3/dtk



Saluran Outlet KecepatanFiltrasi Tiap Bak (V) = 0.932 m/dtk Diameter Outlet



= Diameter Manifold = 0,185 m = 200 mm



x 0,3



4.3.7



Perhitungan Reservoir



Ditetapkan :



Q



= 0,035 m3/detik



Td = 2 jam



= 72000 detik



Kapasitas Reservoir = 15% (Kriteria Desain) P:L=1:1 Kapasitas reservoir = 0,15 x 0,035 m3/detik = 0,00525 m3/detik Vd



= Q. Td = 0,00525 m3/det x 72000 detik = 378 m3



Asumsi Tinggi (H)= 2 m Volume



=PxLxH 378



= L2 x 2



L2



= 189



L = 14 m P



= 14 m H=2m



4.4 Perhitungan Hidrolis 1. Prasedimentasi Zona Inlet L zona inlet



= 0,2 m



P inlet



= 0,25 m



Tinggi m.a zona inlet = 2 – 0,5 m = 1,5 Q = 0,035 m3/dtk n = 0,015 A inlet



= Linlet x Tmuka air inlet = 0,2 m x 1,5 m = 0,3 m2



Q



 0,035 m3/dtk  0,12 m/dtk A 0,3m2 A 2t) R=  A 0,3 p  0,2  (2.x1,5) (L  V=



 0,09 m HL = S x P zona inlet



= 0,00029 m x 0,25 m = 7,2 x 10-6m Zona pengendapan Lebar bak = 4 m Panjang bak = 16 m Tinggi



= 1,5 m



A = P x L = 16 m x 4 m = 64 m2 Q 0,035 V   0,00055m / s A 64 Keliling basah (k) = L + 2 . T = 4 + (2 x 1,5) =7m A 64  9,14 m Jari-jari basah (R) =  K 7 = 1/n . R2/3 . S1/2



V



0,00055= 1/0,015 x 9,142/3 x S1/2 0,00055= 80,63 x S1/2



0,00055 S1/2 = 80,63 S



= 4,06 x 10-13



HL = S x P settling = 4,06 x 10-13x 16 m = 6,5 x 10-12m Zona outlet P. gutter



= 3,6 m



Q untuk 1 gutter



= 0,0175 m3/dtk



L. Gutter



= 0,62 m



Tinggi air di gutter (Ho) = 0,20 A = lp x Ho = 0,62 m x 0,20 m = 0,126m2 Q 0,35  0,14 m / dtk V=  A 0,126



keliling basah (k) = lp + 2 Ho = 0,62 + ( 2x 0,20) = 1,03 m A 0,0126  0,123m Jari-jari basah (R) =  K 1,03 V = 1/n . R2/3 . S1/2 0,14 m/dtk = 1/0,015 x (0,1232/3) x S1/2 0,14 m/dtk = 13,88 x S1/2 S= 0,0000879 HL = S x P . gutter = 0,0000879 x 3,6 = 0,00031 Zona pengumpul Pinlet = 0,6 m ; H = 0,31 m ; L = 0,31 m A=LxP = 0,3 x 0,6 = 0,18m2 Q 0,035  0,66 m/detik V=  A 0,18 A 0,11  0,18 R=  P 0,6 V = 1/n . R2/3 . S1/2 0,66 = 1/0,015 x 0,45(2/3) x S1/2 0,66 = 39,15 x S1/2 S



= 0,00028



HL= S x P . zona inlet = 0,00028x 0,6 m = 0,00017 m 2.



Saluran Prasedimentasi – Koagulasi



P=2 m L = 0,5 m Q 0,035 V=   0,035m / dtk A 2x0,5



PBPAM / Anissa Rizky Faradilla/ 08211005



R=



A



 1  0,93 P 1,2



V = 1/n . R2/3 . S1/2 0,035 = 1/0,015 x 0,15(2/3) x S1/2 0,035 = 18,82 x S1/2 S= 1,86 x 10-9 HL = S x P . zona inlet = 1,86 x 10-9x 2 m = 0,00037 m 3.



Saluran koagulasi – flokulasi



Q = 0,035 m3/dtk  pipa = 0,25 m Panjang pipa = 1 m Q 0,035 V=  A 1/ 4. . 2 (0,25)



 0,71m / dtk



HL = f. L/D . V2/2.g 1 = 0,026 x



2



0,71



x 0,25 (2 x 9,81)



= 0,26 m 4.



Flokulasi – sedimentasi



Q = 0,035 m3/dtk  pipa = 0,25 m Panjang pipa = 1 m Q 0,035 V=  A 1/ 4. . 2 (0,25)



 0,71m / dtk



HL = f. L/D . V2/2.g 1 = 0,026 x = 0,259 m



0,71



2



x 0,25 (2 x 9,81)



PBPAM / Anissa Rizky Faradilla/ 08211005 5.



Sedimentasi



Zona Inlet



Panjang pipa inlet = 2 m  pipa inlet = 0,4 m f = 0,026 Digunakan 1 pipa berpori, Q pipa = 0,035 m3dtk A



= ¼ .  . D2 = ¼ .  . 0,42 = 0,125 m2



Zona Outlet Q orifice = 0,0003 m3/dtk k = 0,6 A = 1,96 x10-3 m2 V=



Qorifice 0,0003  0,0019 m / dtk A  3 1,96.10 2



2 0,0019 HL = k . V  0,026  0,068 m (2 x 2. x 9,81) g



Zona pengendapan H = 2,2 m L=3m A = 37,80 m2 n = 0,015 Q = 0,035 m3/dtk



Vo 



Q x sin 0,035 x sin  45o 45o 37,80 A



HxL R=2HL



V



 0,00065m / dtk



2,2 x 3  (2 x 2,2)   0,89m 3 = 1/n . R2/3 . S1/2



0,00065



= 1/0,015 x (0,89 )2/3 x S1/2



0,00065



= 94,5x S1/2



S



= (0,000085)2



S



= 1,5 x 10-10



HL



= S x Pzone settling = 1,5 x 10-10 x 16 m = 2,4 x 10-9 m



6.



Sedimentasi – filtrasi



Panjang pipa = 2 m d = 0,4 m Q = 0,035 m3/dtk f = 0,026 A = ¼  . d2 = ¼  . (0,4)2 = 0,13m2 Q 0,035 V   0,28 m / dtk A 0,13 HL = f x L/D x V2/2g 2



0,27 2 x = 0,026 x 0,4 (2 x 9,81) = 0,050 m 7.



Filtrasi



HL total



= HL media + HL underdrain = 0,381 m



8.



Filtrasi –Desinfeksi



Panjang pipa = 1,5 m f = 0,026  pipa = 0,20 m A



= ¼ .  . d2 = ¼ .  . 0,202



= 0,031 m2 Q 0,035 V  1,11m / dtk A 0,031 HL = f x L/D x V2/2g 1,5 2 = 0,026 x 1,11 0,20 x (2 x 9,81) = 1,18 m



9.



Desinfeksi - Reservoir



Panjang pipa = 1 m f = 0,026  pipa = 0,4 m A



= ¼ .  . d2 = ¼ .  . 0,42



= 0,126 m2 Q 0,035 V   0,63m / dtk A 0,126 HL = f x L/D x V2/2g = 0,026 x = 0,063 m



2



1,5 0, 4



0,63 x



(2 x 9,81)



Unit intake



HL (m) 6,70 0,000072 0.000116 0,0000000000065 0,0003164 0,0003884 Prasedimentasi Koagulasi 0,000000372 0,259603 0,259603 0,519205 Flokulasi 0,068 0,05 0,118 Sedimentasi 11,81



Filtrasi desinfeksi Reservoir 4.5



0,381 12,19 0.2587 0,063



Penggunaan Bahan Kimia



Keterangan saluran pengumpul pd saluran pengumpul pd inlet pd zona pengendapan pd outlet HL TOTAL pd outlet pd outlet pd inlet HL TOTAL pd outlet pd inlet HL TOTAL HL TOTAL HL TOTAL PADA BACKWASH HL TOTAL



4.5.1 Pembubuhan Koagulan



Koagulan yang digunakan adalah senyawa Al2(SO4)3 atau sering disebut dengan tawas, Pemakaian tawas paling effektif antara pH 5,8-7,4.Pembubuhan direncanakan penggunaan pompa pembubuhan (Dosing Pump) Ditetapkan : Dosis koagulan



= 50 mg/L



Q



= 35 L/det



Konsentrasi larutan= 10%  koagulan



= 2,71 kg / L



Kadar Al2 (SO4)3 = 60% Perhitungan : Kebutuhan Al2 (SO4)3 = 35 L/det x 50 mg/L x 86400 det



Kebutuhan tawas/ hari



= 151,2 kg/hr 100 x 151,2kg / hari = 60 = 252 kg/hr



Direncanakan periode pelarutan adalah setiap 8 jam, sehingga : Kebutuhan tawas tiap 8 jam = 252 kg/hr x (8/24) = 84 kg/hr Volume air



90 x 84 100



= = 75,6 L = 0,0756 m3 Volume tawas =



84 kg /  30,99 L / hari hr 2,71kg / l



= 0,03 m3/hari Volume total



= Volume air + Volume tawas = 0,0756 m3 + 0,03 m3 = 0,106 m3 = 106 L



Dosis pembubuhan =



106 L 8 x 60



= 0,22 L/menit Dimensi bak pelarut



=P:L:T =1:1:1



Volume



=PxLxT



0,22



= P3



P



= (0,22)1/3



P



= 0,477 m



P (desain)



= 0,4 m



L



= 0,4 m



H



= 0,65 m + Fb = 0,65 m + 0,5 m = 1,15 m



4.5.2 Pembubuhan Desinfektan Dibutuhkan : Kaporit yang mengandung klor



= 60%



Konsentrasi yang diinginkan



= 5%



Dosis klor



= 1,3 mg/L



Berat jenis



= 1,2 kg/L



Q



= 0,035 m3/det = 35 l/det



Perhitungan Kebutuhan klor



Kebutuhan klor/jam



= 35 L/detik x 1,3 mg/ L x 86400 det = 3,93 kg 100 x 3,93kg = 60 = 6,552 kg



Direncanakan periode pelarutan setiap 12 jam sekali, sehingga kebutuhan kaporit setiap 12 jam



Volume kaporit =



= 12 x 6,552 kg = 78,62 kg 78,62kg



3



 65,52L  0,065m / dtk 1,2 kg / L 95 5



x 0,065



Volume air = = 1,24 m3



Volume total



= Volume kaporit + Volume air = 0,065 m3 + 1,24 m3



= 1,31 m3 Dosis pembubuhan



=



1,31m



3



0,00182 (12 x 60) menit  3 m



Dimensi bak Dimensi



=P:L:T



Volume



=1:1:1 =PxLxT 3



1,31 m = P3 P



= (1,31)1/3 P P (desain)



L



= 1,5 m = 1,5 m



= 1,5 m H



= 1,5 m + Fb = 1,5 m + 0,5 m



H



=2



/ det ik



BAB V PENUTUP Rencana bangunan Pengolahan Air Minum Kota Trisakti Jaya memperhitungkan proyeksi kebutuhan air sampai dengan 2030, bangunan pengolahan air minum dibagi menjadi 4 modul dengan kapasitas 35 l/dtk. Pada perencanaan bangunan pengolahan air minum diharapkan dapat menghasilkan air bersih dengan parameter-parameter standar yang dikeluarkan oleh Departemen Kesehatan. Dengan penjelasan yang ada pada laporan ini, maka unit yang digunakan dalam perencanaan bangunan pengolahan air minum terdiri dari: 1. Prasedimentasi bertujuan untuk mengurangi atau mengendapkan partikel-partikel yang berukuran relatif besar sehingga beban pada proses selanjutnya dapat dikurangi. 2. Koagulasi adalah proses pencampuran bahan kimia untuk menghasilkan koloid-koloid yang dapat diendapkan dengan menciptakan kondisi aliran yang turbulen. 3. Flokulasi mengakibatkan koloid-koloid yang terbentuk pada proses koagulasi bertumbukan dan menyatu sehingga ukurannya semakin besar agar lebih mudah diendapkan. 4. Sedimentasi berfungsi untuk mengendapkan koloid-koloid hasil proses flokulasi dan partikel discrete berdasarkan gaya grafitasi. 5. Filtrasi yang digunakan untuk menyaring partikel-partikel yang masih terbawa oleh effluent dari unit sedimentasi. Pemilihan proses unit operasi dan unit proses tergantung pada kondisi awal air baku sehingga air dapat diolah seefisien mungkin dan menghasilkan effluent yang memenuhi baku mutu.



No 1



2



3 4



5



6 7 8



Unit intake



HL (m) 4.1383 0.00000011 0.000116 0.0000 Prasedimentasi 0.0027 0.0029 Koagulasi 0.0669 0.3427 0.0000 Flokulasi 0.3427 0.0001 0.0012 Sedimentasi 0.0013 1.1978 Filtrasi desinfeksi Reservoir



0.2437 1.4415 0.2587 0.0006



Keterangan saluran pengumpul pd saluran pengumpul pd inlet pd zona pengendapan pd outlet HL TOTAL pd outlet pd outlet pd inlet HL TOTAL pd outlet pd inlet HL TOTAL HL TOTAL HL TOTAL PADA BACKWASH HL TOTAL



DAFTAR PUSTAKA Al Layla, M. A., et al. 1978. Water Supply Engineering Design, edisi 2. Michigan: Ann Arbor Science Publisher, Inc. Davis and Cornwell, 1998. Introduction to Environmental Engineering. 3rd edition. Singapore: McGraw-Hill Book Co. Fair and geyer. 1984. Water and Wastewater Engineering. New York: Wiley Int. Linsey, ray. K., et al. 1989. Teknik Sumber Daya Air. Jakarta: Penerbit Erlangga. McGhee, Terence J. 1991. Water Supply and Sewerege, 6th edition. Singapore: McGraw-Hill Book Co. Metcalf and Eddy. 1991. Wastewater Engineering. Singapura: McGraw-Hill Reynolds, Tom. D. 1982. Unit Operations and Processes In Environmental Engineering. B/C Engineering Division, Massachussets. Schultz, C. Daniel, A. Okun. 1991. Surface Water Treatment For Communities in Developing Countries. New York. John Wiley and Sons. Winarni. 2003. Modul I; Sistem Penyediaan Aiir Minum. Jakarta: Universitas Trisakti. (Sumber:http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/31431/4/Chapter%20II.pdf. Diunduh pada 8 April 2014. 20:45 WIB) (Sumber:http://eprints.undip.ac.id/33997/6/1877_CHAPTER_III.pdf Diunduh pada 8 April 2014. 20:45 WIB) (Sumber:https://www.academia.edu/3805561/BAB_II_TINJAUAN_PUSTAKA_Air. Diunduh pada 8 April 2014. 20:45 WIB) (Sumber:http://digilib.unpas.ac.id/files/disk1/11/jbptunpaspp-gdl-dedenriswa-510-2-babiiti.pdf. Diunduh pada 8 April 2014. 20:45 WIB