Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Limbah (PBPAL) BAB IV PENGOLAHAN FISIK 1.1 Bak Pengu Pengumpul mpul
Direncanakan: Td
= 1 menit = 60 detik (Karia & Christian, 2006)
Bentuk Bak Pengumu!
= Persegi"
Te#a! dinding sa sa!uran
= 20 cm cm
$ d%mestik
= 12,' dtk
$ *ndustri
= 1,2' dtk
$ camuran
= 1+',' dtk
$rata-rata
= 0,1+' mdtk
.md
= 1,2
$md
= .md / $ cam =0,1+ mdtk
.h
= 1 ,
$eak
= $md / .h = 0,1+ mdtk / 1, =0,22 mdtk
asumsi
= 1 mdtk
Keda!aman ga!ian
= ',2 m
D ia (P3B)
= 00 mm
d muka air maks
= 0 ,' ' m
P:
=1:1
Tinggie4ekti4 sumur
= ,' m
.ree#%ard
= 0,' m
Perhitungan - 5 t%ta t%ta!!
-
5 tatis
= 5 e4ek e4ekti ti44 sumu sumurr .ree .ree #%ard #%ard = ,' m 0,' m =4m = Keda!aman ga!ian ia 5 t%ta!
BELLA NITA-082.12.012
1
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Limbah (PBPAL)
-
%!ume
-
3 sumur
= ',2 m + m = 9,2 m = $eak / Td = 0,22 mdetik / 60 detik = 13,2 m3 Volume sumur sumur = H total
13,62 m 3
=
4m
= 3,4 m2 -
3
=P/ =/ = 2
= 1,!"m #2 m
P
=1,!"m # 2 m
- Dim Dimen ensi si = P / / 5 = 2 m/ 2 m / +m = 1 m3 Qrata− ratax ratax td d mukaair mukaair rata rata −rata = P x L 3
=
m 0,145 x 60 dtk dtk 2m x 2m
= 2,1$" m 4.2 P%mpa
Pemi!ihan 3!ternati4 P%ma : 1" P%ma Ce!u Ce!u h%74%u, h%74%u, !arge !arge 8%!ume K-10 K-102 2 dengan de#it de#it 6'00 6'00 menit" menit" 2" P%ma Ce!u Ce!u h%74%u h%74%u,, !arge !arge 8%!ume 8%!ume K-1'2 K-1'2 dengan dengan de#it de#it 9000 9000 menit menit " P%ma Ce!u Ce!u h%74%u h%74%u,, !arge !arge 8%!ume 8%!ume K-202 K-202 dengan dengan de#it de#it 000 000 menit menit P%ma ang daat diakai diakai ada!ah %ma ang daat memenuhi de#it air #uangan k%ta, dan disediakan disediakan satu %ma cadangan untuk mengantisi mengantisiasi asi aa#i!a terdaat gangguan ada %ma" 3daun %ma ang memenuhi me menuhi kriteria desain tertera ada Ta#e! +"1" BELLA NITA-082.12.012
2
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Limbah (PBPAL)
&e'()
P%mpa 1
P%mpa 2
P%mpa 3
$rata-rata
;
(2 unit %ma)
;
$eak
;
(2 unit %ma)
;
$ma/
;
(2 unit %ma)
;
Direncanakan
= 2 nit P%ma, 1 unit da!am keadaan standby = 1 mdtk = 132,5 L / detik = 11++9 mhari
$d%mestik $ industri $rata-rata $ma/ $h d muka air rata-rata -
$%ma
=
= 1,2' detik = 11+' mhari = 0,1+' mdetik = 900 menit = 0,1+ mdetik=10++ menit = 0,22 mdetik=1620 menit = 2,'+ m Qrata −rata jumlah pompa yang beroperasi 3
0,145 m / dtk
=
-
3
=
= 0,02' mdtk
2
Qpompa V 0,0725 m ³ / dtk 1 m / dtk
=
-
-
D
√
( A x 4 )
=
√
( 0.0725 x 4 )
=
= 0,02' m2
π
π
= 0,3 m=300 mm
Pia sucti%n
5 Pia sucti%n = (5t%ta! sumur > d muka air rata-rata) Keda!aman ga!ian ia = (+ m > 2,'+m ) ',2 = , m $
= 0,29' / C / D2,6 / 0,'+
BELLA NITA-082.12.012
3
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Limbah (PBPAL) 0,1+' mdtk 54 54 54 -
= 0,29' / 120 / (0, m)2,6 / 0,'+ =0,01+9 = 54 = 0,01+9 = 0,01+9 / 6,66 m = 0,09 m
Pia discharge
Pia discharge
= 1* m
$
= 0,29' / C / D2,6 / 0,'+
0,1+' mdtk
= 0,29' / 120 / (0, m)2,6 / 0,'+
= 0,01+9
= 54
54 54 54
= 0,01+9 = 0,01+9/ 10 m = 0,1+9 m
?in%r %ses - Be!%kan Terdaat 1 #e!%kan, dimana K #e!%kan = 0,' asumsi = 1 mdtk" 2 v 5m = K / 2g 2
1
= 0,' /
2 x 9,81
= 0,02' m
1
= 0,9 /
2 x 9,81
= 0,0+ m BELLA NITA-082.12.012
4
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Limbah (PBPAL)
- Direncanakan 5 statis = ,2 m 5 T%ta! = 54 sucti%n 54 discharge 54 #e!%kan 54 8a!8e 5 statis = (0,09 0,1+9 0,02' 0,0+ ,2)m = ,' m -
Daa %ma (P) Direncanakan e4isiensi %ma (@) = 90A ρ x g x Q x H P = η 1000 x 9,81 x 0,145 x 9,511
=
=16"11 Kg m2dtk =16"11 K7att
0,8
a. Salu+an Pem'aa
Kriteria Desain a!uran Pem#a7a K%mp%nen
K+()e+(a &e-a(n
Keceatan (8)
0,6 > ,0
dD
0, > 0,9
Sumber: Qasim, 1985
&(ke)au( / 8 asumsi
= 0,9 mdtk
$ d%mestik
= 12,' dtk = 11++9 mhari
$ *ndustri
= 1,2' dtk = 11++,9 mhari
$ t%ta!
= 1+',' dtk =12'2,9 mhari
.md
= 1,2
.h
= 1,
Pe+()ungan &e'()
.md - $md BELLA NITA-082.12.012
= 1,2 = .md / $ cam =0,1+ mdtk 5
Sa)uan
mdtk -
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Limbah (PBPAL) .h - $eak
= 1, = $md / .h = 0,1+ mdtk / 1, =0,22 mdtk
-
.!uktuasi ?inimum .!uktuasi ?inimum diam#i! dari ersentase terkeci! dari 4!uktuasi air #uangan aitu 1, A . min
= A 4!uktuasi minimum (100A2+am) = 1, A (100A2+) = 0,+
$ min
= 4 min / $ t%ta! = 0,+ / 0,1+' mdetik = 0,0+9 mdetik"
Pe+()ungan Salu+an Pem'aa 0 ull dD $h$4u!! 8eak84u!!
= 0,9 = 0,9 (ra4ik Design of Main SewersE) = 1,10 (1,0-1,1+)
$ 4u!!
= $h / ($eak$4u!!)
= 0,22 mdetik / 0,9 = *,222 m3e)(k
0
&(men-( -alu+an 3 Qfull 0,222 m / dtk Afull = = =0,278 m2 0,8 m / dtk vfull
34u!! 0,29 d
= F G d2 = F (,1+) d2 = 0,' m = ** mm
Cek 34u!!
= F G d2 = F / ,1+ / (0,6)2 = 0,29 m2
BELLA NITA-082.12.012
6
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Limbah (PBPAL) 3
ek v =
0
Qfull 0,222 m / dtk m = = ! 0,78 m / dtk"#$ 0,78 2 Afull dtk 0,28 m
Kealaman al(+an ( -alu+an pem'aa
dD = 0,9 d = 0,6 m D = 0,9 / 0,6 = *,4! m 0
Kel(l(ng 'a-a
%=
d 4
=
0,6 4
=0,15 m
0 Kem(+(ngan a-a+ -alu+an
8 0,9 mdtk
= 1n / H 2 / 12 = 10,01 / 0,1'2 / 12 = 1,295 1*03
'. Ba+ S6+een
am#ar +"1 kema Bar Screen
BELLA NITA-082.12.012
7
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Limbah (PBPAL) Kriteria
?anua!
?ekanis
Keceatan (mdet)
0,-0,6
0,6-1
Bar
+-9 2'-'0
9-10 '0-'
- e#ar (mm) - keda!aman (mm)
2'-'
10-'0
Slope
+'-60
'-9'
ead loss minima! saat clogging (mm)
1'0
1'0
ead loss maksima! saat clogging (mm)
900
900
Desain Teri!ih : Bar screen tie mekanik dengan: 7%el
8annel mm:
8apa6(); m 3+:
F+ame &(men-(%n- mm:
<( )
&ep)
S6+een <()
S6+een He(g )
Fall(ng &(-)an6 e
A
B
8
&
E
F
3
1*
1"
2*
600
''0
+'0
2'
21
+01
++
+96
B-0-
00
6'0
1900
0
++
'2+
'+
B-0-9
900
'0
100
'0
+
'+
60'
66
B-0-
00
9'0
2000
+6
620
69'
'1
B-0-10
1000
'0
2100
++
''+
6
66
9
B-0-6
00
BELLA NITA-082.12.012
600
100
8
S6+een Open(ng mm:
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Limbah (PBPAL) B-0-11
1100
10'0
2200
+0
612
6'
9+6
29
Sumber: www!c"is"un!com!tw
$ d%mestik
= 12,' dtk = 11++9 mhari
$ *ndustri
= 1,2' dtk = 11++,9 mhari
$ t%ta!
= 1+',' dtk =12'2,9 mhari
-
$md = 0,1+ mdtk $eak = 0,22 mdtk Bar screen ang dii!ih ada!ah tie B-0-10 dengan de#it 9 mam atau 0,2 mIdt
Perhitungan Keda!aman 3!iran dan Keceatan di Cham#er Pada a at 3!iran Puncak Diketahui: Keda!aman a!iran ada a!iran uncak (d1) 3sumsi tinggi sa!uran masuk (J1) = 9 cm Keceatan a!iran ada de#it uncak (1) Dasar sa!uran saringan (2) $ uncak Ke Dasar cham#er Dasar datum 3sumsi dasar sa!uran em#a7a
= 0,+9 m =0,09 m = 0,9 mdetik = 0 meter = 0,22mdetik" = 0, = 5%riJ%nta! = Dasar cham#er = 10 cm di atas datum
>umu -/ 2 2 v 1 v 2 & 1+ + d1 = &2 + + d 2 + HL 2g 2g
[
2
2
v 1 v HL = $e − 2 2 g 2g v 2=
]
Qph L' x d 2
BELLA NITA-082.12.012
9
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Limbah (PBPAL) Pe+()ungan/
& 1+
v 1
2
2g
+ d1 = &2
[ +
Qp L' x d 2 2g
]+ 2
d2 + $e
[
2
v 1
2g
−
[
Qp L' x d 2 2g
]
2
]
0,78
¿ ¿ ¿2 ¿ 0,08 +¿
( ) 0,143
0,591 =
d2
2
19,62
0,591 =
+d 2 +
0,0073 2
d₂
0,591= d ₂ +
[
0,0093 −
+d − ₂
(
) ]
0,0429 2
d2
19,62
0,0021 2
d₂
0,0051
d ₂²
0,'1 d₂L > d₂I -
0,0051
d₂I- 0,'1 d₂L
0,0051
;
d22
=
0
=0
?+(al an e++%+ maka @ 2 # *,Ka+ena meneka)( *: ke ersamaan diatas, maka didaat hasi! 0,0'" Cek "#$ (0,6I)- 0,'1(0,6L) 0,00'1 = -0,009
Persamaan mendekati 0, maka 2 # *,m -
Cek 2
v 2=
Qp m 0,227 m 3 / dtk = =0,63 " #$ 0,6 x 0,6 L' x d 2 dtk
"#$
#
Keceatan saat me!a!ui bar screen# *,3 m)k
-
Kehi!angan Tekanan (5)ang me!e7ati bar screen
BELLA NITA-082.12.012
10
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Limbah (PBPAL) hL=
V ² −V ₂² 1 0,80² −0,63² 1 x x = =¿ *,11 m 2g 0,7 2 x 9,81 0,7
-Keda!aman dan Keceatan a!iran di rak cham#er 2
2
v2 v + d 2= 3 + d 3 + HL 2g 2g
0,63² 2 x 9,81 0,62=
+ 0,6 =
(
0,6 x d3
2 x 9,81
0,143 / d ₃² 19,62
12,16 =
0,143 2
d₃
)+ 2
0,227
d 3 +¿ 0,11
+ d +¿ 0,11 ₃
+ 19,62 d + 2,1582 ₃
11,9682 d ₃ ²=0,143 + 19,62 d ₃³
;
1,62
;
d₃2
2 ( 1582 d ₃ ²
3
19,62 d3 −10,0062 d ₃ ² +¿ 0,1+= 0
?+(al an e++%+ maka @ 2 # *,4" Ka+ena meneka)( *: ke ersamaan diatas, maka didaat
hasi! -0,0''" Cek 19,62 ( 0,45
3
-
)−10,0062 (0, 45 )+¿ 2
0,1+ = -0,0''
Persamaan mendekati 0, maka 3 # *,4"m Cek v 3=
0,227 Qp = =0,84 m / dtk"#$ L' x d 3 0,6 x 0,45
Perhitungan 5ead %ss aringan aat '0A C!%gging aat '0A c!%gging, !uas #ersih #erkurang '0A d2E 2E = d h'0 dimana : d2E dan 2E= keda!aman dan keceatan saat teradi c!%gging BELLA NITA-082.12.012
11
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Limbah (PBPAL) h'0
= head !%ss saat c!%gging
d
= diasumsikan sama saat #ersih (saat tidak teradi c!%gging)
Q ph
)
v=
L' x 0,5 x d 2
)
=
0,227 0,6 x 0,5 x d 2
)
= 0,75
m / d ₂ ) dtk
-
Keceatan sete!ah me!e7ati Bar $ac% m 0,37 Qph dtk 0,227 ) v2 = = = L' x d ₂ ) 0,6 x d ₂ ) d ₂ )
#
Keda!aman dan keceatan ada Bar saat clogging d2E 82E = d 8 h'0 0,84
¿ ¿ ¿2 ¿
( ) 0,37
)
d2 +
d2
2
)
2 ( 9,81 )
=0,45 +¿
( ) ( ) 0,56
)
d2 +
0,0069 )
d2 ²
d₂EI - 0,+96
)
=0,486 +
d2 ²
−
0,137 )
d2 ²
13,734
MMMMMMMMMMMMMMMMMM
) )
d2 ²
;
)
d 2 ² −0,0241 = 0
Dengan met%de endekatan dimasukkan d₂E # *, m ke ersamaan diatas, maka didaat hasi! 0,01" Cek ( 0, 63 ) −0 ( 486 ( 0, 62 ) −¿ 0,02+1 = 0,00 Persamaan mendekati 0, maka d₂E # *, m BELLA NITA-082.12.012
12
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Limbah (PBPAL) )
v2 =
-
Qph 0,227 = =0,63 m / dtk L' x d ₂ ) 0,6 x 0,6
5ead!%ss saat '0A clogging
h50=
( velo'itythrough ro'k opening )2−( v 2) )
2
2g
x
1 0,7
0,63 0,6
¿ ¿
0,37 0,6
¿ ¿ ¿2 ¿ h50=¿
Ke6epa)an melea)( 'a+ +a6k
8 = 82Ed2E= 0,6 0,6 = 1 m)k
OK
1
2
d1’
d1
Z2
Z1
Gambar 4.4 Sketsa saluran penerima dan
Keterangan : 1 titik saat sebelum 2 titik saat setelah
bar screen
bar screen
Z1 = Z2 = datum = 0 BELLA NITA-082.12.012
d2
13
bar screen.
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Limbah (PBPAL)
4.3 8%mmun()%+
Kapa-()a- 7G&:
Kapa-()a- 7G&:
Controlled dischange
Free Dischange
N%.
ku+an 7%)%+
6
F
0 > 0"9
0 > 0"
103
N
0"1 > 1"1
0"1 > 0"92
1'3
O
0"+ > 2"
0"+ > 1"+
2'3
1N
1"0 > 11"0
1"0 > 6"'
63
2
1"' > 2'"0
1"6 > "6
'+3
Ditentukan %!eh enis ekerana
(um#er: !7n" , ec!e, Design rd editi%n,
Diketahui : $ma/ = 0,1+ mdetik 1 m
= 22,92 ?D
Perhitungan : $ma/ = 0,1+ mdetik / 22,92 ?D = 3,99 7G& 4.4 Grit Chamber &an Proporsional ware
rit Cham#er ada!ah unit %erasi kedua da!am eng%!ahan rimerair !im#ah dan digunakan menangka artike! suaa tidak ikut ter#a7a r%ses, se#a# asir tak daat dihancurkan secara r%ses #i%!%gis" ntuk memertahankan keceatan #aik ada saat $ minimum mauun $ maksimum ada 8e!%cit c%ntr%! dan 4!%7 c%ntr%! ang secara teknik di!akukan %!eh a!at &ars"all 'lume dan &roportional
(eirs"
Pada
enge!%!aan
ka!i
ini
menggunakan &roportional
(eirs"?ekanisme proportional weir , naik turun muka air dikenda!ikan %!eh 7eir sehingga keceatan hamir teat, ditetakan ada #agian #e!akang"Kriteria desain untuk grit cham#er BELLA NITA-082.12.012
14
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Limbah (PBPAL) ada!ah se#agai #erikut :
Gam'a+ 4.4 Skema G+() 8am'e+ P+%p%+)(%nal
Sumber: $eynolds dan $ic"ards, 199)! ?a'el 4. K+()e+(a &e-a(n Grit Chamber
Sumber:*rites dan +c"obanoglous, 1998!
BELLA NITA-082.12.012
15
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Limbah (PBPAL) ?a'el 4.$ S6+een(ng >em%=al uan)()(e-
Sumber: $eynolds dan $ic"ards, 199)! Disain Teri!ih: ?enggunakan 2 (dua) unit grit cham#er ang di%erasikan secara #ergantian Qaktu detensi (Td) = 60 detik = 1 menit Keceatan 5%riJ%nta! (8h) = 1 4ts = 0, m detik Diameter artike! ang diendakan = '0 mesh Keceatan Pengendaan (8s) = 2,9 mmenit = 0,0+6 m detik $ uncak = 0,22m detik Perhitungan: -
uas enamang me!intang: 3 Q 0,227 m / detik 3 cr%ss = Vh = = *,$" m2 0,3 m / detik
-
uas ermukaan: Q 3 sur4ace = Vs =
3
0,227 m / detik
2 0,0467 m / detik =4,! m
-
Keda!aman air: h = 8s / Td = 2"9 mmenit / 1 menit = 2,! m 4ree #%ard = *," m
-
e#ar rit Cham#er:
BELLA NITA-082.12.012
16
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Limbah (PBPAL)
# = -
0,75 m
2
2,8 m
= 0, m= 0,' m
Panang rit Cham#er: =
-
A 'ross = h
m3 0,227 x 60 detik Volume Q x*d ! detik = b x h = = 9, m m b xh 0,5 m x 2,8 m
Cek RHe:
H=
0,5 m x 2,8 m
bx h b +(2 x h) =
0,5 m+( 2 x 2,8 m) = 0,22'
0,3 m/ detik x 0,2295
Vh x % RHe =
−4
=
ʋ
= $!4,$ memenu(,
0,8774 x 10
Perhitungan rit t%rage Direncanakan: De#it air #uangan = 0, 22 m detik = 1612,9 m hari Kadar (kandungan asir) = 0 m106 m air #uangan Pengurasan direncanakan tia hari seka!i Bentuk grit st%rage = traeJium -
%!ume asir da!am 1 hari: 30
asir =
10
6
19612,8 m
/
hari
3
= *,"!!4 m3
-
%!ume engurasan: kuras = 0,'99+ m / = 1,$" m3
-
Dimensi rit t%rage:
BELLA NITA-082.12.012
17
¿ 2***:
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Limbah (PBPAL) a
# t
d c Gam'a+ 4. Storage Grit Chamber
Keterangan: a = anang grit cham#er = m # = !e#ar grit cham#er = 0,' m c = m (asumsi) d = 0, m (asumsi) t = keda!aman grit st%rage (m) -
uas ermukaan: 31 = a / # = ( / 0,') m2 = 4," m2 uas dasar: 32 = c / d = ( / 0,) m2 = 2,1 m2 %!ume grit st%rage: 1
g =
3
/ t / (31 32
√ ( A 1 x A 2)
1
2,6 =
3
/ t / (+,' m2 2,1m2
√ ( 4,5 x 2,1)
t = 0,906 S 0,9 meter
Perhitungan r%%rti%na! 7eir Direncanakan: -
De#it = 0, 22 m detik = 9,01'+ 4tdet a = 0,1 m = 0, 4t
BELLA NITA-082.12.012
18
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Limbah (PBPAL) = 0,2 m = 0,66 4t h = tinggi muka air di grit cham#er = 2,9 m = 9,+9 4t
-
De#it r%%ti%na! 7eir a
$
(h − ) = +, / a / # / 3
9,01'+
(8,48 − = +, / 0, / # /
#
= 0,' 4t = *,1 m
-
12
12
3
)
Per#andingan y a =
0,66 0,33
= 2
?a'el 4.! N(la(
x b
y a 0,1 0,2 0,3 0, 0,5 0,6 0,7 0,8 0,!
•
0,33
0,805 0,732 0,681 0,61 0,608 0,580 0,556 0,536 0,517
y x a an b un)uk P+%p%+)(%nal
y a 1 2 3 5 6 7 8 !
Dari ta#e!, dier%!eh ni!ai
x b
y a
0,500 0,3!2 0,333 0,2!5 0,268 0,27 0,230 0,216 0,205
x b = 0,2
/ = 0,2 / # / = 0,2 / 0,' = 0,1 4t = *,*4 m •
Dimensi r%%rti%na! 7eir : a = 0, 4t = 0,1 m
BELLA NITA-082.12.012
19
10 12 1 15 18 20 25 30
x b 0,1!5 0,17! 0,166 0,156 0,17 0,10 0,126 0,115
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Limbah (PBPAL) # = 0,' 4t = 0,1 m / = 0,1 4t = 0,0+ m = 0,66 4t = 0,2 m
Gam'a+ 4.$ G+() 8am'e+ P+%p%+)(%nal
BELLA NITA-082.12.012
:$eynolds and $ic"ards, 199)!
20