Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

BAB VII HASIL PERENCANAAN UNIT – UNIT INSTALASI PENGOLAHAN AIR MINUM VII.1. Umum Pada bab ini diuraikan hasil perencanaan unit-unit Instalasi Pengolahan Air Minum Kota Kendari. Sedangkan perhitungan detail unitunit instalasi tersebut diuraikan pada Lampiran D, dan persamaanpersamaan yang digunakan telah diuraikan pada Bab VI. VII.2. Intake Struktur intake dibangun pada sumber air baku dengan tujuan utama mengumpulkan air untuk instalasi pengolahan air minum. Pada perencanaan ini akan dibuat dua buah intake. Masing-masing intake akan dilengkapi oleh : •

Bar screen

•

Saluran intake

•

Pintu air

•

Bak pengumpul

•

Sistem transmisi

Bar screen Bar Screen adalah unit mekanis yang berfungsi menyisihkan benda-benda kasar, seperti batangan kayu yang terapung sehingga tidak mengganggu kinerja unit-unit selanjutnya. Kriteria Desain : •

Jarak antar batang,

b

•

Tebal batang,

w = 0,8″ - 1,0″

•

Kecepatan aliran saat melalui batang,

v

= 0,3 – 0,75 m/det

•

Panjang penampang batang,

p

= 1,0″ – 1,5″

•

Kemiringan batang dari horizontal,

α

= 30˚ - 60˚

•

Headloss maksimum,

hL = 6″

= 1″ - 2″

Data Perencanaan : Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-1


•

Debit perencanaan, Q = 0,37 m3/det

•

Jarak antar batang, b = 2” = 5,08 cm

•

Tebal batang, w = 1” = 2,54 cm

•

Kecepatan aliran saat melalui batang, V = 0,6 m/det

•

Kemiringan batang, θ = 60°

•

Batang berbentuk bulat dengan faktor Kirschmer, β = 1,79

•

Perbandingan lebar dan kedalaman saluran, L : h = 2 : 1

Hasil Perencanaan : •

Jumlah bar screen = 2 buah

•

Dimensi saluran -

Kedalaman saluran, h = 0,4 m

-

Lebar saluran, L = 0,8 m

-

Panjang saluran untuk kisi, p = 1 m

-

Freeboard, f = 1,3 m

•

Jumlah batang, n = 10

•

Jumlah bukaan, s = 11

•

Lebar bukaan koreksi, b = 0,05 m

•

Kehilangan tekan melalui batang, HL = 1,7 cm

•

Tinggi muka air setelah batang, Y’ = 33 cm

Saluran intake Saluran intake merupakan saluran yang mengalirkan air baku dari sumber air menuju bak pengumpul. Kriteria Desain : •

v = 0,6 – 1,5 m/s, hal ini untuk mencegah sedimentasi pada saluran intake.

•

Kecepatan aliran pada kedalaman minimum harus lebih besar dari 0,6 m/det.

•

Kecepatan aliran pada kedalaman maksimum harus lebih kecil dari 1,5 m/det.

Data Perencanaan : •

Debit perencanaan saluran, Q = 0,185 m3/det

Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-2


•

Saluran terbuat dari beton dengan bentuk persegi memiliki koefisien kekasaran Manning, n = 0,013.

•

Panjang saluran intake, p = 5 m. Saluran ini terdiri dari beberapa bagian, yaitu :

•

-

Panjang antara mulut saluran dengan barscreen, p1 = 1 m

-

Panjang antara barscreen dengan pintu air, p2 = 2 m

-

Panjang antara pintu air dengan bak pengumpul, p3 = 2 m

Tinggi muka air di dalam saluran pada beberapa kondisi : -

Ymin

= 0,25 m

-

Ymaks = 0,6 m

-

Yave

= 0,35 m


Jari-jari hidrolis : -

Jari-jari hidrolis saat Ymin, Rmin = 0,154 m

-

Jari-jari hidrolis saat Yave, Rave = 0,187 m

-

Jari-jari hidrolis saat Ymax, Rmax = 0,24 m

•

Kemiringan saluran, S = 1 x 10-3

•

Kontrol aliran :

•

-

Kecepatan saat Ymaks, Vmaks = 0,94 m/det

-

Kecepatan saat Yave, Vave = 0,79 m/det

-

Kecepatan saat Ymin, Vmin = 0,7 m/det

Kehilangan tekan antara mulut saluran dan barscreen, Hp1 = 0,1 cm

• Kehilangan tekan antara barscreen dan pintu air, Hp2 = 0,2 cm •

Kehilangan tekan pada saluran setelah pintu air, Hp3 = 0,2 cm

Pintu air Pintu air dalam saluran intake diperlukan untuk mengatur debit pengaliran agar sesuai dengan keinginan. Selain itu juga, dipergunakan untuk menghentikan aliran ke dalam bak pengumpul ketika akan dilakukan pemeliharaan. Kriteria Desain : •

Lebar pintu air,

Lp < 3 m

•

Kecepatan aliran,

vp < 1 m/det


VII-3




•

Lebar pintu air, Lp = 0,8 m

•

Kecepatan aliran, vp = 0,6 m/det


Tinggi bukaan pintu air, hf = 0,38 m

•

Kehilangan tekan, HL = 16 cm

Bak pengumpul Bak pengumpul ini memiliki fungsi untuk mengumpulkan air baku yang masuk melalui pintu air sebelum dialirkan menuju instalasi pengolahan air minum. Kriteria Desain : •

Waktu tinggal di dalam bak pengumpul maksimal 20 menit.

•

Dinding saluran dibuat kedap air dan konstruksinya terbuat dari beton bertulang dengan ketebalan minimum 20 cm.


Jumlah bak, n = 1

•


•

Waktu detensi, td = 30 detik

•

Elevasi muka sungai pada berbagai kondisi : - Hmaks

: +4,35 m

- Have

: +4,1 m

- Hmin

: +4 m

•

Elevasi muka tanah : +5,1 m

•

Dasar bak ditetapkan 1,5 m di bawah LWL

•

Perbandingan panjang dan lebar, p : l = 2 : 1


Volume, V = 11,1 m3

•

Elevasi dasar bak, Edb = +3 m

•

Kedalaman efektif, h = 1,35 m

•

Dimensi bak : -

Panjang, p = 4 m


VII-4


•

-

Lebar, L = 2 m

-

Freeboard = 1 m

Pada bagian tengah bak diberi sekat setebal 10 cm untuk menjaga kontinuitas air baku apabila dilakukan pengurasan bak.

•

Pengurasan bak dilakukan dengan menggunakan pompa yang memiliki head 10 m. Pipa penguras berukuran 6 inchi.

Sistem transmisi Sistem transmisi merupakan sistem untuk mentransmisikan air baku dari intake menuju ke instalasi pengolahan air minum. Sistem ini terdiri dari sistem perpipaan dan sistem pemompaan. Kriteria Desain : •

Kecepatan dalam pipa hisap 1 – 1,5 m/det

•

Beda ketinggian antara tinggi air minimum (LWL) dan pusat pompa tidak lebih dari 3,7 m.

•

Jika pompa diletakkan lebih tinggi dari LWL, jarak penyedotan harus lebih kecil dari 4 m

•

Lebih diutamakan peletakan pompa di bawah LWL, apabila memang lebih ekonomis.



•

Jumlah pompa, n = 3 buah (2 operasional + 1 cadangan)

•

Kecepatan aliran air pada pipa hisap adalah 1,4 m/det


Kapasitas tiap pompa, q = 0,185 m3/det

•

Diameter pipa hisap dan pipa tekan, d = 16 inchi

•

Kecepatan melalui pipa hisap dan pipa tekan, V = 1,43 m/det

•

Diameter pipa transmisi, dt = 20 inchi

•

Kecepatan melalui pipa transmisi, Vt = 1,8 m/det

Pipa Hisap Pipa hisap pada sistem pemompaan ini direncanakan memiliki peralatan sebagai berikut :


VII-5


•

Pipa lurus

:

ø = 16”, L = 5 m, f = 0,0224

•

1 buah strainer

:

ø = 16”, k = 2,5

•

1 buah elbow 90°

:

ø = 16”, k = 0,3

•

1 buah inlet pompa

:

ø = 16 “, k = 0,25

Kehilangan tekan melalui pipa hisap : •

Kehilangan tekan melalui pipa lurus, ΔHmayor = 0,029 m

•

Kehilangan tekan melalui aksesoris, ΔHminor = 0,317 m

•

Kehilangan tekan melalui pipa hisap, ΔHh = 346 cm

Pipa Tekan Pipa tekan memiliki peralatan sebagai berikut : •

Pipa lurus

:

ø = 16”, L = 2 m, f = 0,0224

•

1 buah oulet pompa

:

ø = 16”, k = 0,25

•

1 buah check valve

:

ø = 16”, k = 2,3

•

1 buah gate valve

:

ø = 16”, k = 0,2

•

1 buah elbow 90°

:

ø = 16”, k = 0,3

•

1 buah tee 45°

:

ø = 16”- 20”, k = 0,6

•

Pipa lurus

:

ø = 20", L = 17 km, f = 0,0204

•

2 buah elbow 45°

:

ø = 20", k = 0,1

Kehilangan tekan melalui pipa tekan : •

Kehilangan tekan melalui pipa lurus, ΔHmayor = 123,791 m

•

Kehilangan tekan melalui aksesoris, ΔHminor = 0,450 m

•

Kehilangan tekan melalui pipa tekan, ΔHt = 124,241 m

Kebutuhan Pompa Transmisi : •

Head Statis, Hs = 27,382 m

•

Kehilangan tekan selama pemompaan, ΔH = 128 m

•

Head pompa yang diperlukan, Hp = 155,4 m Head pompa yang disediakan sebesar 160 m

•

Efisiensi pompa, η = 0,85

•

Daya pompa yang dibutuhkan, P = 330 kWatt Pompa yang akan dipakai memiliki motor dgn kekuatan 350 kWatt (Toroshima pump).


VII-6


VII.3. Bak Penenang Bak penenang berfungsi sebagai penstabil aliran yang masuk dari intake. Pada bak penenang ini juga dilakukan penyisihan besi dengan penambahan oksidator. Oksidator

yang digunakan adalah kaporit.

Perhitungan bak pembubuh kaporit dapat dilihat pada pehitungan dimensi bak pembubuh kaporit untuk disinfeksi. Kriteria Desain : •

Bak penenang dapat berbentuk bulat maupun persegi panjang.

•

Pipa overflow harus dapat mengalirkan minimum 1/5 x debit inflow.

•

Freeboard dari bak penenang sekurang-kurangnya 60 cm.

•

Waktu detensi bak penenang > 1,5 menit

•

Kedalaman bak penenang 3 – 5 m.

•

Biasanya dilengkapi dengan V-notch 90° sebagai pengukur debit aliran.


Jumlah bak penenang, n = 1 buah

•

Debit perencanaan untuk tiap bak, Q = 0,18 m3/det

•

Bak penenang berbentuk persegi panjang dengan perbandingan panjang dan lebar, p : L = 3 : 1

•

Pipa overflow mengalirkan 1/3 x debit inflow, qof = 0,06 m3/det

•

Kecepatan aliran pada pipa overflow sama dengan laju aliran air yang masuk ke dalam bak penenang, Vof = 1,8 m/det

•

Freeboard = 60 cm

•

Waktu detensi, td = 20 menit

•

Kedalaman bak penenang, h = 4 m

•

Pada akhir bak penenang dilengkapi dengan V-notch 90° sebagai pengukur debit air baku.


Volume bak penenang, V = 216 m3

•

Dimensi bak penenang : -

Panjang bak penenang, p = 12,7 m

-

Lebar bak penenang, L = 4,3 m

-

Freeboard = 60 cm


VII-7


•

Diameter pipa overflow, dof = 8 inchi

•

Tinggi muka air di atas V-notch 90°, H = 44 cm

•

Freeboard = 60 cm

•

Lebar bukaan V-notch 90°, b = 128 cm

Kebutuhan Kaporit Data Perencanaan : •

Debit Pengolahan, q = 0,18 m3/det

•

Oksidator yang akan digunakan adalah kaporit dalam bentuk padatan.

•

Pembubuhan kaporit ke dalam bak pembubuh dilakukan 24 jam sekali.

•

Jumlah bak pembubuh adalah 2 (1 operasional – 1 cadangan) dengan bentuk silinder.

•

Dosis kaporit (52%Cl2) = 2,048 mg/L

•

Berat Jenis kaporit, ρkpr = 0,86 Kg/L

•

Konsentrasi kaporit, Ckpr = 10%


Kebutuhan kaporit, mkpr = 31,9 Kg/hari

•

Volume kaporit tiap pembubuhan, Vkpr = 0,0371 m3

•

Volume pelarut, Vair = 0,29 m3

•

Volume larutan, V = 0,327 m3

Desain Sistem Outlet Sistem outlet pada unit ini berupa saluran perpipaan dengan kecepatan aliran 2 m/det dan panjang pipa outlet terjauh, L = 15 m. Debit air yang melalui pipa adalah 0,18 m3/det. •

Diameter pipa outlet, d = 14 inchi

•

Kecepatan aliran sebenarnya pada outlet, V =1,8 m/det

•

Panjang pipa terjauh direncanakan, L = 15 m Kehilangan tekan sepanjang pipa outlet, Hmayor = 0,17 m Kehilangan tekan akibat aksesoris pipa, Hminor = o,198 m

•

Kehilangan tekan pada sistem outlet, ΔHout = 0,358 m


VII-8


VII.4. Koagulasi Unit koagulasi berfungsi sebagai tempat membubuhkan koagulan ke dalam air baku yang akan diolah. Unit koagulasi yang digunakan pada instalasi pengolahan air minum ini adalah koagulasi tipe hidrolis dengan menggunakan terjunan. Unit koagulasi ini dilengkapi oleh saluran menuju bak koagulasi, bak koagulasi, bak pembubuh koagulan, dan pompa pembubuh. Kriteria Desain : •

Gradien Kecepatan,

Gtd

= 104 - 105 (det-1) (Reynolds, 1982)

•

Waktu Detensi,

td

= 20 – 60 detik

(Reynolds, 1982)

•

Headloss,

hL

≥ 0,6 m

(Kawamura, 1991)

•

Ketinggian pencampuran, Hp

≥ 0,3 m

(Schulz&Okun, 1984)

•

Bilangan Froud,

Fr1

≥ 2

(Schulz&Okun, 1984)

•

Rasio Kedalaman,

Y2/Y1 > 2,83

(Schulz&Okun, 1984)


Jumlah bak, n = 1

•

Tinggi terjunan, H = 2 m

•

Lebar terjunan, b = 1 m

•

Lebar bak, w = 1 m

•

Gradien, G = 1000/det

•

Waktu detensi, td = 20 det



•

Headloss, HL = 1,77 m

•

Bilangan terjunan, D = 5,407 x 10-4

•

Panjang terjunan, Ld =1,128 m

•

Kedalaman air di beberapa titik :

•

-

Kedalaman air di titik 1, Y1 = 0,04 m

-

Kedalaman air di titik 2, Y2 = 0,4 m

Kontrol Aliran : -

Y2 = 10 Y1


VII-9


-

Bilangan Froud, F = 7,42

•

Panjang loncatan, L = 2,45

•

Panjang bak setelah loncatan, Lb = 8,2 m Asumsi : -

Waktu loncatan hidrolis, t2 = 2 det

-

Waktu terjunan, t1 = 2 det

•

Panjang bak koagulasi, Lmin = 11,8 m

•

Freeboard = 20 cm

•

Kedalaman bak = 60 cm

Saluran Menuju Koagulasi Data Perencanaan : •

Saluran terbuat dari beton dengan nilai koefisien Manning, n = 0,013

•

Lebar saluran, L = 30 cm

•

Panjang saluran, p = 5 m


Tinggi muka air di atas saluran, hsal = 0,17 m

•

Freeboard saluran = 0,53 m

•

Kedalaman saluran, Hsal = 0,7 m

•

Kecepatan pada saluran, Vsal = 4,04 m/det

•

Kemiringan saluran, S = 0,08

•

Headloss pada saluran, HL = 0,4 m

Bak Pembubuh Koagulan Data Perencanaan : •


•

Koagulan yang akan digunakan adalah Al2(SO4)3 dalam bentuk slump (slurry).

•

Pembubuhan alum ke dalam bak pembubuh dilakukan 24 jam sekali.

•

Jumlah bak pembubuh adalah 2 (1 operasional – 1 cadangan)

•

Bentuk bak pembubuh adalah silinder.

•

Dosis alum (100%) = 30 mg/L

•

Berat Jenis alum, ρAl = 2,71 Kg/L

•

Konsentrasi alum, CAl = 10%


VII-10



Kebutuhan alum, mAl = 466,56 Kg/hari

•

Debit alum, qAl = 172,16 L/hari

•

Volume alum tiap pembubuhan, VAl = 0,172 m3

•


•


•

Dimensi bak pembubuh : -

Diameter bak pembubuh, d = 2 m

-

Ketinggian bak pembubuh, d = 1,39 m

-

Freeboard = 21 cm

Pompa Pembubuh Data Perencanaan : •

Jumlah pompa adalah 2 (1 operasional – 1 cadangan)

•


•

Head pompa disediakan, H = 10 m

•

Debit larutan alum, ql = 4,372 m3/hari = 5,06 x 10-5 m3/det


Massa jenis larutan, ρl = 1108 Kg/m3

•

Daya pompa, P =6,47 watt ( daya yang disediakan 80 Watt)

VII.5 Flokulasi

Flokulasi adalah tahap pengadukan lambat yang mengikuti unit pengaduk cepat, dengan tujuan mempercepat laju tumbukan partikel. Pada IPAM ini flokulasi akan dilakukan dengan menggunakan vertical baffle channel (around-the-end baffles channel). Kriteria Desain : Parameter G x td Gradien Kecepatan, G Waktu detensi, td Kecepatan aliran dalam bak, v Jarak antar baffle, l Koefisien gesekan, k Banyak saluran, n


Satuan dtk-1 menit m/s m

Nilai 104 - 105 20 - 120 15 - 45 0,1 – 0,4 >0.45 2 - 3.5 ≥6

Sumber Droste, 1997 Droste, 1997 Droste, 1997 Huisman, 1981 Schulz&Okun, 1984 Bhargava&Ojha, 1993 Kawamura, 1991

VII-11



Kapasitas Pengolahan, Q = 0,18 m3/det

•

Jumlah bak, n = 2

•

Jumlah kompartemen tiap bak = 2

•

Tebal sekat, t = 10 cm

•

Gradien Kecepatan dan waktu detensi, G & td : Kompartemen I II

G det-1 55 30

td det 420 660 Σ G x td

G x td 23100 19800 42900

Hasil Perencanaan : Kapasitas tiap bak, q = 0,09 m3/det

•

Kompartemen I •

Gradien kecepatan, G = 55/det

•


•

Direncanakan dimensi saluran : - Lebar saluran, l1 = 0,4 m - Kedalaman bak, h = 5 m - Jumlah saluran, n = 6 - Lebar belokan, w = 0,3 m

•

Lebar bak, L = 3,2 m

•

Headloss, H1 = 0,124 m

•

Kehilangan tekan di belokan, Hb = 0,008

•

Kehilangan tekan pada saat lurus, HL = 0,116 m

Kompartemen II •

Gradien kecepatan, G = 30/det

•


•

Direncanakan dimensi saluran : - Kedalaman bak, h = 5 m - Lebar bak, L = 3,2 m - Jumlah saluran, n = 6 - Lebar belokan, w = 0,4 m


VII-12


•

Lebar saluran, l2 = 0,62 m

•

Headloss, H2 = 0,058 m

•

Kehilangan tekan di belokan, Hb = 0,005 m

•

Kehilangan tekan pada saat lurus, HL = 0,053 m

•

Volume kompartemen sebenarnya, V2 = 59,52 m3

•

Waktu detensi sebenarnya, td = 661 m/det

Kontrol Aliran •

Volume total, Vtot = 97,32 m3

•

Waktu detensi total, tdtot = 1081 det

•

Kehilangan tekan total, Htot = 0,182 m

•

G x td total, Gtdtot = 42930 (OK)

•

Kedalaman air di akhir saluran, h’ = 4,818 m

Dimensi Bak Flokulasi •

Lebar bak, L = 3,2 m

•

Lebar saluran pada kompartemen I, l1 = 0,4 m

•

Lebar saluran pada kompartemen II, l2 = 0,62 m

•

Lebar belokan pada kompartemen I, w1 = 0,3 m

•

Lebar belokan pada kompartemen II, w2 = 0,4 m

•

Tebal sekal, t = 0,1 m

•

Kedalaman bak, h = 5 m

•

Panjang, p = 7,22 m

•

Freeboard = 0,3 m

Pintu Air Pada inlet dipasang pintu air dengan kondisi : •

Lebar bukaan, Lp = 0,5 m

•


•

Kehilangan tekan melalui pintu air, hp = 0,146 m


VII-13


Saluran Outlet Saluran outlet terbuat dari beton (n=0,013). Saluran ini terhubung langsung dengan saluran inlet dari unit sedimentasi. Direncanakan dimensi saluran : •

Panjang saluran, p = 1 m

•

Kecepatan pada saluran outlet, Vout = 0,25 m/det

•

Kedalaman air di saluran outlet, h : h = Kedalaman air di akhir flokulasi = 4,818 m

•

Freeboard = 0,25 m

•

Lebar saluran outlet, L = 0,5 m

•

Kemiringan saluran, S = 0,000104

•

Kehilangan tekan di saluran outlet, HL = 0,08 cm

VII.6 Sedimentasi

Pada perencanaan instalasi pengolahan air minum ini, sedimentasi diperuntukkan untuk mengendapkan partikel-partikel flok yang dihasilkan baik dari proses koagulasi-flokulasi oleh alum maupun dari proses pemisahan besi (preklorinasi) oleh kaporit. Proses sedimentasi akan dibantu dengan pemasangan plate settler.

α Gambar VII.1. Skema Plate Settler

Zona Pengendapan Kriteria Desain : •

Jumlah bak minimum :


Jb

= 2

VII-14


•

Kedalaman air :

h

= 3–5m

•

Rasio panjang dan lebar bak :

p:l

= (4-6) : 1

•

Rasio lebar bak dan kedalaman air :

l:h

= (3-6) : 1

•

Freeboard :

fb

= 0.6 m

•

Kecepatan aliran rata-rata :

Vo

= 0.15 – 0.2 m/min

•

Waktu detensi :

td

= 5 – 20 menit

•

Beban permukaan :

Vs

= 5-8.8 m3/m2-jam

•

Beban pelimpah :

Wl

< 12.5 m3/m-jam

•

Kemiringan plate settler :

α

= 45° - 60°

•

Jarak tegak lurus antar plate settler :

w

= 25 – 50 mm

•

Bilangan Reynolds :

NRe

< 2000

•

Bilangan Froud :

NFr

> 10-5

•

Perfomance bak :

n

= 1/8 (sangat baik)


Jumlah bak sedimentasi, n = 4

•

Lebar bak sedimentasi, L = 3 m

•

Kedalaman zona pengendapan, H = 1,5 m

•

Jarak tegak lurus antar plate settler, w = 50 mm

•

Kemiringan plate settler, α = 60°

•

Efisiensi penyisihan partikel flok, η = 95%

•

Performance bak sangat baik, n = 1/8

•

Kecepatan pengendapan partikel flok alum, Vs = 0,05 cm/det


Kapasitas tiap bak, Q = 0,045 m3/det

•

Beban permukaan, Q/As = 1,4 x 10-4 m/det

•

Tinggi pengendapan, z = 0,1 m

•

Panjang plate, p = 1,73 m

•

Panjang zona pengendapan, p’ = 1,76 m

•

Kecepatan horizontal di dalam plate, Vo = 0,15 m/menit

•


•

Debit per satu kolom plate, q = 3,75 x 10-4 m3/det

•

Jumlah plate yang dibutuhkan, n = 121 buah


VII-15


•

Panjang zona plate settler, Pz = 8 m

•

Panjang zona pengendapan tanpa plate settler, Pi = 3 Pada bagian awal zona pengendapan diberikan wilayah tanpa plate

settler untuk menghasilkan aliran yang lebih laminar sebelum air baku masuk ke dalam plate settler Panjang zona pengendapan tanpa plate settler ini direncanakan sama dengan tinggi zona pengendapan. •

Panjang total zona pengendapan, Pt = 11 m

•

Jarak muka air dengan plate, hl = 0,5 m

•

Jarak plate dengan dasar zona sedimentasi, hp = 1 m

•

Kedalaman total bak, Htot = 3 m

•

Dimensi bak sedimentasi : -

Lebar bak,

L = 3m

-

Panjang bak,

P

-

Kedalaman bak, H = 3 m

-

Freeboard,

= 11 m

fb = 0,6 m

Kontrol Aliran •

Jari-jari hidrolis, R = 0,025 m

•

Bilangan Reynolds, NRe = 71,03

•

Bilangan Froude, NFr = 2,55 x 10-5

Zona Inlet Kriteria Desain : •

Headloss pada bukaan, hLb = 0,3 – 0,9 mm

•

Diameter bukaan orifice, øor = 0,075 – 0,2 m

•

Jarak antar pusat bukaan orifice, wor = 0,25 – 0,5 m


Kedalaman saluran inlet, H = 0,7 m

•

Kecepatan aliran, Vh = 0,15 m/det

•

Koefisien saluran beton, n = 0,013

•

Panjang saluran, L = 12,6 m

•

Diameter bukaan orifice, øor = 0,1 m

•

Jarak antar pusat bukaan orifice, wor = 0,3 m

Hasil Perencanaan : Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-16


•

Lebar saluran inlet, w = 0,5 m

•

Kecepatan aliran sebenarnya, Vh = 0,13 m/det

•

Slope saluran, S = 3 x 10-3

•

Bilangan Reynolds, NRe = 26593

•

Bilangan Froude, NFr = 0,01

•

Headloss saluran, HL = 3,8 x 10-4

Orifice : •

Jumlah orifice tiap bak, n = 25

•

Debit tiap orifice, Qor = 0,0018 m3/det

•

Kecepatan aliran pada orifice, Vor = 0,23 m/det

•

Kehilangan tekan pada orifice, HL = 0,1 cm

•

Bilangan Reynolds, NRe = 6535

•

Bilangan Froud, NFr = 0,2

Pintu Air Pada inlet dipasang pintu air dengan kondisi : •

Lebar bukaan, Lp = 0,5 m

•


•

Kehilangan tekan melalui pintu air, hp = 0,073 m

Zona Outlet Kriteria Desain : Beban pelimpah : Wl < 12,5 m3/m-jam

•


Pelimpah berupa mercu tajam.

•

Beban pelimpah, Wl = 12 m3/m-jam = 0,0033 m3/m-det

Hasil Perencanaan : Pelimpah •

Panjang pelimpah total yang dibutuhkan, Pptot = 13,66 m

•

Panjang pelimpah = panjang total plate secara mendatar, Pp = 7 m

•

Jumlah pelimpah, n = 2 buah

•

Beban pelimpah sebenarnya, Wl = 1,6 x 10-3 m3/m-det


VII-17


•

Tinggi muka air di atas pelimpah, h = 0,015 m

Saluran Pelimpah •

Panjang saluran pelimpah, Psal = 14 m

•

Lebar saluran pelimpah direncanakan, Lp = 0,3 m

•

Ketinggian muka air di atas saluran, h = 0,23 m

•

Free board = 0,17 m

•

Kedalaman saluran pelimpah, H = 0,4 m

•

Bilangan terjunan, D = 1,73 x 10-5

•

Panjang terjunan, Ld = 0,09 m

Panjang terjunan dapat ditampung oleh saluran sehingga lebar saluran dapat diterima. Saluran Outlet •

Lebar saluran direncanakan, L = 1 m

•

Panjang saluran, P = 2 m

•

Debit aliran, Q = 0,045 m3/det

•

Antara saluran pengumpul dan saluran outlet digunakan terjunan dengan tinggi, H = 10 cm

•

Tinggi muka air di atas saluran outlet minimal 30 cm, hout = 30 cm.

•

Kecepatan aliran di saluran outlet, Vout = 0,6 m/det

•

Kemiringan saluran, S = 5 x 10-4

•

Kehilangan tekan, HL = 1 x 10-3

Zona Lumpur Data Perencanaan : •

Panjang ruang lumpur, P = 11 m

•

Lebar ruang lumpur, L = 3 m

•

Kedalaman ruang lumpur, h = 1 m

•

Ruang lumpur berbentuk limas terpancung dengan kedalaman pancungan, hp = 0,5 m


Volume limas, V = 11 m3

•

Berat lumpur kering yang dihasilkan, mlk = 34,9 mg/Lair

•

Massa jenis lumpur kering, ρlk = 2200 kg/m3


VII-18


•

Kadar air dalam lumpur, Cw = 98%

•

Berat lumpur, ml = 1745 mg/Lair

•

Massa jenis lumpur, ρl = 1008,06 kg/m3

•

Volume lumpur, Vl = 1,73 x 10-6 m3/Lair

•

Debit lumpur, ql = 0,28 m3/jam

•

Periode pengurasan ruang lumpur, T = 40 jam Untuk memudahkan pelaksanaan pengurasan ruang lumpur di lapangan maka pengurasan ruang lumpur dilakukan 48 jam sekali.

Pipa Drain Lumpur •

Jarak antara katup penguras dengan sludge drying bed adalah 20 m

•

Waktu pengurasan lumpur, t = 8 menit

•

Diameter pipa penguras, d = 6 inchi = 15,24 cm

•

Volume lumpur yang dikeluarkan setiap periode pengurasan, Vp = 13,44 m3

•

Debit pengurasan lumpur, Q = 0,0224 m3/det

•

Kecepatan aliran lumpur pada saat pengurasan, V = 1,23 m/det

•

Kemiringan pipa, S = 0,014

•

Kehilangan tekan pada sistem perpipaan, HL = 0,28 m

VII.7. Filtrasi

Proses filtrasi digunakan untuk menyisihkan padatan yang masih tersisa dalam air baku setelah melalui proses sedimentasi. Pada instalasi pengolahan air minum ini jenis filtrasi yang akan digunakan adalah Saringan Pasir Cepat tipe gravitasi dengan media ganda, yaitu pasir dan antrasit. Kriteria Desain : •

Ketinggian air di atas pasir

: 90 – 120 cm

•

Kedalaman media penyangga

: 15,24 – 60,96 cm

•

Ukuran efektif media penyangga

: 0,16 – 5,08 cm

•

Perbandingan panjang dan lebar bak filtrasi : (1-2) : 1

•

Kecepatan aliran saat backwash

: 880 – 1173.4 m3/hari-m2

•

Ekspansi media filter

: 20 – 50 %

•

Waktu untuk backwash

: 3 – 10 menit


VII-19


•

Jumlah bak minimum

: 2 buah

•

Jumlah air untuk backwash

: 1 – 6 % air terfiltrasi

Kriteria desain untuk saringan pasir cepat menurut Reynolds (1982) : Karakteristik

Nilai Rentang Tipikal

Satuan

Antrasit Kedalaman Ukuran Efektif Koefisien Keseragaman

cm mm

45,72-60,96 0,9-1,1 1,6-1,8

60,96 1,0 1,7

Pasir Kedalaman Ukuran Efektif Koefisien Keseragaman

cm mm

15,24-20,32 0,45-0,55 1,5-1,7

15,24 0,5 1,6

m3/hr-m2

176-469,35

293,34

Laju Filtrasi

Kriteria desain unit saringan pasir cepat berdasarkan Fair, Geyer, dan Okun ( 1968) : Dimensi Bak dan Media Filtrasi •

Kecepatan Filtrasi

: 0,001157 – 0,003472 m/det

•

Kecepatan backwash

: 15 – 100 m/jam

•

Luas permukaan filter

: 10 – 20 m2

•

Ukuran media : - Ukuran efektif

: 0,5 – 0,6 mm

- Koefisien keseragaman

: 1,5

- Tebal media penyaring

: 0,45 – 2 m

- Tebal media penunjang

: 0,15 – 0,65 m

Sistem Underdrain •

Luas orifice : Luas media

: (1,5 – 5) x 10-3 : 1

•

Luas lateral : Luas orifice

: (2 – 4) : 1

•

Luas manifold : Luas lateral

: (1,5 – 3) : 1

•

Diameter orifice

: 0,25 – 0,75 inchi

•

Jarak antar orifice terdekat

: 3 – 12 inchi

•

Jarak antar pusat lateral terdekat

: 3 – 12 inchi

Pengaturan Aliran •

Kecepatan aliran dalam saluran inlet, Vin


: 0,6 – 1,8 m/det

VII-20


•

Kecepatan aliran dalam saluran outlet, Vout

: 0,9 – 1,8 m/det

•

Kecepatan dalam saluran pencuci, Vp

: 1,5 – 3,7 m/det

•

Kecepatan dalam saluran pembuangan, Vb

: 1,2 – 2,5 m/det

Data Perencanaan : Media Fitrasi • Debit perencanaan,

Q

= 0,18 m3/det

• Kecepatan filtrasi,

Vf

= 0,002 m3/det-m2

• Kecepatan backwash,

Vb

= 0,017 m3/det-m2

• Panjang : Lebar bak,

p:l

=2:1

• Ukuran media penyaring : Keterangan

Satuan

Kedalaman media Ukuran efektif Koef keseragaman Spesifik Gravity Spheritas Porositas

cm mm

Media Penyaring Pasir Antrasit 20 60 0,45 1,1 1,5 1,6 2,65 1,6 0,82 0,72 0,42 0,42

•

Media penyangga berupa kerikil yang terdiri dari 5 lapisan

•

Waktu backwash,

tb

= 5 menit

•

Tinggi air diatas pasir,

ha

= 1m

Sistem Underdrain •

Luas orifice : Luas media

= 3 x 10-3 : 1

•

Luas lateral : Luas orifice

= 2:1

•

Luas manifold : Luas lateral

= 1,5 : 1

•

Diameter orifice, øor

= 0,5 inchi

•

Jarak antar pusat lateral terdekat

= 5 inchi

Pengaturan Aliran •

Kecepatan aliran dalam saluran inlet, Vin = 1 m/det

•

Kecepatan aliran dalam saluran outlet, Vout = 1 m/det

•

Kecepatan dalam saluran pencuci, Vp = 3 m/det

•

Kecepatan dalam saluran pembuangan, Vb = 2 m/det


VII-21


Perhitungan : Desain Media Filtrasi

Karakteristik Media Penyaring •

Pasir -

ES

: 0,45

-

UC

: 1,5

-

SG

: 2,65

-

Ф

: 0,83 (untuk butiran berbentuk bulat)

-

ε

: 0,42

-

Kedalaman media pasir : 60 cm

-

Distribusi lapisan media pasir : Di mm 0,32 0,43 0,57

Diameter mm 0,27-0,37 0,37-0,49 0,49-0,65

•

Berat % 8,34 33,39 58,27

Tebal Lapisan cm 5,004 20,034 34,962

Antrasit − ES

: 1,1

− UC

: 1,6

− SG

: 1,6

− Ф

: 0,72

− ε

: 0,42

− Kedalaman media antrasit : 20 cm Agar tidak terjadi intermixing pada setelah pencucian maka diameter antrasit yang digunakan harus memenuhi persyaratan yaitu :

⎛ρ −ρ⎞ ⎟ = ⎜⎜ 2 d 2 ⎝ ρ1 − ρ ⎟⎠ d1

dimana :

0.667

d1 = diameter pasir terbesar d2 = diameter antrasit terkecil yang digunakan ρ1 = spesific gravity antrasit ρ2 = spesific gravity pasir


VII-22


d1 ⎛ ρ 2 − ρ ⎞ ⎟ =⎜ d 2 ⎜⎝ ρ1 − ρ ⎟⎠

0.667

0,57 mm ⎛ 1,6 − 1 ⎞ =⎜ ⎟ d2 ⎝ 2,65 − 1 ⎠ d 2 = 1,12 mm

0.667

Jadi, agar intermixing tidak terjadi diameter antrasit terkecil yang boleh digunakan adalah 1,12 mm.

− Distribusi lapisan media antrasit : di mm 1,12 1,405 1,72

Diameter mm 0,97-1,24 1,24-1,57 1,57-1,87

Berat % 18,08 33,41 48,51

Tebal Lapisan cm 3,616 6,682 9,702

Karakteristik Media Penyangga (Kerikil) -

Ф

= 0,95

-

SG

= 2,65

-

ε

= 0,40

-

Ketebalan media kumulatif (Fair, Geyer & Okun, 1958), L : L = k ⋅ (log d + 1,4 ), k = 12

Distribusi lapisan media penyangga : Diameter

Tebal Kum

inchi 0,10 0,40 0,90 1,60 2,50

inchi 4,80 12,02 16,25 19,25 21,58

Tebal Lapisan inchi 4,80 7,22 4,23 3,00 2,33 Total

Cm 12,19 18,35 10,73 7,62 5,91 54,80

Kedalaman media penyangga : 54,80 cm ≈ 55 cm Bak Filtrasi

•

Kapasitas pengolahan, Q = 0,18 m3/det = 4,11 MGD

•

Kecepatan filtrasi direncanakan, Vf = 0,002 m3/det-m2

•

Jumlah bak filtrasi, N : 3 bak (+ 1 cadangan)

•

Kapasitas tiap bak, q = 0,045 m3/det

•

Dimensi bak :

− Panjang, p = 6 m Novi Yanti Kimsan - 15303036

VII-23


− Lebar, l = 3 m •

Kecepatan filtrasi sebenarnya, Vf = 0,0025 m/det

Kontrol Operasi

•

Bila hanya 3 bak yang beroperasi maka, q = 0,06 m3/det

•

Kecepatan filtrasi, Vf = 0,0033 m/det

Desain Sistem Underdrain Sistem underdrain pada saringan pasir cepat ini terdiri dari orifice, pipa lateral, dan pipa manifold. Orifice :

•

Diameter orifice, dor = 0,5 inchi = 1,27 cm

•

Luas orifice, Aor = 1,27 x 10-4 m2

•

Luas total orifice, Aortot = 0,054 m2

•

Jumlah orifice, nor = 425

Pipa Lateral :

•

Direncanakan jarak lateral dengan dinding filter = 25 cm

•

Luas pipa lateral : Luas orifice = 2 : 1

•

Luas lateral total, Altot = 0,108 m2

•

Panjang manifold = panjang bak, pm = 6 m

•

Jarak antar pipa lateral, jl = 5 inchi = 12,7 cm

•

Jumlah pipa lateral, nl = 94 pipa

•

Luas per lateral, Al =1,1 x 10-3 m2

•

Diameter lateral, dl = 2 inchi

•

Jumlah orifice per lateral, nol = 5 lubang

Pipa Manifold :

•

Luas manifold : Luas lateral = 1,5 : 1

•

Luas manifold, Am = 0,216 m2

•

Diameter manifold, dm = 24 inchi

•

Luas manifold sebenarnya, Am = 0,29 m2

•

Panjang lateral, pl = 1 m

•

Jarak antar orifice, jor = 0,2 m

Cek :

•

Jumlah orifice total sebenarnya, nor = 470


VII-24


•

Luas orifice total sebenarnya, Aortot = 0,06 m2

•

Luas orifice : Luas media = 3 x 10-3 : 1

•

Luas lateral total sebenarnya, Altot = 0,19 m2

•

Luas lateral : Luas orifice = 3,5 : 1

•

Luas manifold : Luas lateral = 1,5 :1

Kehilangan Tekan Pada Saat Permulaan Filtrasi

•

Kehilangan tekan pada media pasir, hp = 0,54 m

•

Kehilangan tekan pada media antrasit, ha = 0,027 m

•

Kehilangan tekan pada media kerikil, hk = 0,005 m

•

Kehilangan tekan melalui orifice, hor = 0,048 m

•

Kehilangan tekan melalui lateral, hl = 5 x 10-4 m

•

Kehilangan tekan melalui manifold, hm = 1 x 10-4 m

•

Total kehilangan tekan, ΔH = 0,621 m

•

Ketinggian air maksimum, Hmaks = 1 m

•

Ketinggian bak filtrasi, H = 3 m

•

Freeboard = 100 cm

Desain Sistem Inlet

Sistem inlet pada unit filtrasi ini direncanakan terdiri dari saluran inlet dan zona inlet. Saluran Inlet Saluran inlet merupakan sistem perpipaan yang menghubungkan unit sedimentasi dengan unit filtrasi. Kecepatan pengaliran direncanakan 1,5 m/det dengan debit yang melalui pipa adalah 0,045 m3/det.

•

Diameter pipa inlet, d = 8 inchi

•

Kecepatan aliran sebenarnya pada inlet, V = 1,39 m/det

•

Panjang pipa terjauh direncanakan, L = 1,5 m

•

Kehilangan tekan sepanjang pipa inlet, Hmayor = 0,399 m Kehilangan tekan akibat aksesoris pipa, Hminor = 0,168 m

•

Kehilangan tekan pada saluran inlet, ΔHin = 0,567 m

Zona Inlet Zona inlet direncanakan memiliki dimensi sebagai berikut :

•

Lebar zona inlet = lebar bak filtrasi, l = 3 m


VII-25


•

Panjang zona inlet, p = 0,5 m

•

Kedalaman zona inlet, h = 1 m

Desain Sistem Outlet

Sistem outlet pada unit ini berupa saluran perpipaan dengan kecepatan aliran 1 m/det dan panjang pipa outlet terjauh, L = 0,5 m. Debit air yang melalui pipa adalah 0,045 m3/det.

•

Diameter pipa outlet, d = 10 inchi

•

Kecepatan aliran sebenarnya pada outlet, V = 0,89 m/det

•

Panjang pipa terjauh direncanakan, L = 0,5 m

•

Kehilangan tekan sepanjang pipa outlet, Hmayor = 0,002 m

•

Kehilangan tekan akibat aksesoris pipa, Hminor = 0,067 m

•

Kehilangan tekan pada sistem outlet, ΔHout = 0,069 m

Desain Sistem Pencucian

Sistem pencucian filter dilakukan dengan mengalirkan air dengan arah aliran terbalik, yaitu dari bawah ke atas. Aliran terbalik ini dilakukan dengan menggunakan menara air.

•

Kecepatan backwash, Vbw = 975 m3/hr-m2 = 0,0113 m/det

•

Luas penampang filter, Abak = 24 m2

•

Lama pencucian, tbw = 10 menit

•

Debit backwash, qbw = 0,27 m3/det

Keadaan Media Pada Saat Terekspansi Akibat Backwash

•

Persentase tinggi ekspansi media pasir, %eksp = 53%

•

Persentase tinggi ekspansi media antrasit, %eksa = 20,5%

Kehilangan Tekan Pada Saat Backwash

•

Kehilangan tekan saat backwash pada media pasir, hpbw = 63,9 cm

•

Kehilangan tekan saat backwash pada media antrasit, habw = 7,6 cm

•

Kehilangan tekan saat backwash pada media penyangga, hkbw = 0,031 m

•

Kehilangan tekan melalui orifice pada saat backwash, horbw = 2,022 m

•

Kehilangan tekan melalui lateral pada saat backwash, hlbw = 0,018 m

•

Kehilangan tekan melalui orifice lateral, ΔHol = 0,285 m

•

Kehilangan tekan melalui manifold saat backwash, hmbw = 3,7 x 10-3 m


VII-26


•

Pipa pencuci dari Menara Air -

Jarak antara menara air dengan bak filtrasi terjauh, L = 20 m

-

Pipa yang digunakan adalah pipa besi, C = 110

-

Kecepatan pencucian, Vp = 3 m/det

-

Diameter pipa, dp = 14 inchi

-

Kehilangan tekan pada pipa, Hmayor = 0,455 m

-

Kehilangan tekan akibat aksesoris, Hminor = 2,454 m

-

Kehilangan tekan pada pipa pencuci, hpp = 2,909 m

•

Total kehilangan tekan pada saat backwash, ΔHbw = 6,164 m

•

Kedalaman media saat terekspansi, Hmbw = 1,7 m

Desain Saluran Penampung Air Pencuci

Air pencuci yang berada di atas media penyangga dialirkan ke saluran penampung (gutter) melalui pelimpah, setelah itu dialirkan menuju gullet kemudian menuju saluran pembuangan. Gutter dan Pelimpah Dasar gutter harus diletakkan di atas ekspansi maksimum pada saat pencucian agar media penyaring tidak ikut terbawa pada saat pencucian dilakukan. Sehingga, dasar gutter harus diletakkan lebih besar 1,7 m di atas dasar bak filtrasi (H media terekspansi = 1,7 m). Pada unit filtrasi ini direncanakan gutter diletakkan 3 m dari dasar bak filtrasi.

•

Gutter

− Direncanakan jumlah gutter, ng = 2 buah − Debit backwash, qbw = 0,27 m3/det − Debit gutter, qg = 0,135 m3/det − Lebar gutter, Lg = 0,5 m − Kedalaman air dalam gutter, hg = 0,34 m − Freeboard = 16 cm •

Pelimpah

− Jumlah pelimpah, np = 4 buah − Panjang pelimpah = panjang bak filtrasi, pp = 6 m − Total panjang pelimpah, pptot = 24 m − Beban pelimpah, Wp = 0,01 m3/det.m


VII-27


− Tinggi muka air di atas pelimpah, hp = 0,28 m Saluran Pembuangan Saluran pembuangan direncanakan berupa pipa dengan kecepatan aliran pada saluran pembuangan sebesar 2 m/det dan debit backwash sebesar 0,27 m3/det.

•

Diameter pipa pembuangan, db = 16 inchi

•

Kecepatan sebenarnya di dalam pipa pembuangan, Vb = 2,1 m/det

Bak Ekualisasi Bak ekualisasi dibutuhkan untuk menstabilkan aliran dalam unit filtrasi sebelum masuk ke dalam unit reservoir. Dimensi bak ekualisasi yang direncanakan adalah sebagai berikut :

•

Jumlah bak ekualisasi = 4 bak (sejumlah unit filtrasi)

•

Debit yang masuk tiap bak, Q = 0,045 m3/det

•

Panjang bak, p = 2 m

•

Lebar bak, l = 1 m

•

Kedalaman bak, h = 0,8 m (freeboard = 0,2 m)

Sistem outlet : Saluran outlet berupa pipa dengan kecepatan pengaliran sebesar 1 m/det. Debit air pada outlet, Qout = 0,045 m3/det.

•

Diameter pipa, Din = 18 inchi

•

Kecepatan aliran, vin = 1,096 m/det → OK

•

Panjang pipa terjauh direncanakan, L = 18 m

Aksesoris yang digunakan :

•

Elbow 900 = 4 buah, k = 0,3

•

Tee = 3 buah, k = 0,2

•

Gate valve = 4 buah, k = 1,5

•

Kehilangan tekan akibat pipa outlet, Hmayor = 0,069 m

•

Kehilangan tekan akibat asesoris pipa, Hminor = 0,477 m

•

Kehilangan tekan total, Htot = 0,546 m


VII-28


VII.8. Desinfeksi

Desinfeksi adalah proses penghilangan mikroorganisme patogen yang terdapat di dalam air. Dimensi Bak Pembubuh Data Perencanaan :

•


•

Desinfeksi yang akan digunakan adalah kaporit dalam bentuk padatan.

•

Pembubuhan kaporit ke dalam bak pembubuh dilakukan 24 jam sekali.

•

Jumlah bak pembubuh adalah 2 (1 operasional – 1 cadangan) dengan bentuk silinder.

•

Dosis kaporit (100%) = 1 mg/L

•

Berat Jenis kaporit, ρkpr = 0,86 Kg/L

•

Konsentrasi kaporit, Ckpr = 10%

Hasil Perencanaan :

•

Kebutuhan kaporit, mkpr = 15,552 Kg/hari

•

Volume kaporit tiap pembubuhan, Vkpr = 0,0181 m3

•


•


•

V total (penyisihan besi + disinfeksi) = 0,483 m3

•

Dimensi bak pembubuh :

− Ketinggian bak pembubuh, h = 0,6 m − Diameter bak pembubuh, d = 1 m − Freeboard = 20 cm Pompa Pembubuh Kaporit Data Perencanaan :

•

Jumlah pompa adalah 2 (1 operasional – 1 cadangan).

•


•


•

Debit larutan kaporit, ql = 0,483 m3/hari = 5,6 x 10-6 m3/det

Hasil Perencanaan :

•

Massa jenis larutan, ρl = 981 Kg/ m3


VII-29


•

Daya pompa, P = 0,21 Watt (pompa 80 Watt, Toroshima pump)

VII.9. Netralisasi

Pada perencanaan instalasi pengolahan air minum ini netralisasi dilakukan dengan melakukan pembubuhan kapur ke dalam air dengan tujuan menghilangkan agresifitas di dalam air. Data Perencanaan :

•


•

Zat penetralisasi yang digunakan adalah kapur dalam bentuk padatan.

•

Pembubuhan kapur ke dalam bak pelarut dilakukan 24 jam sekali.

•

Jumlah bak pelarut adalah 2 (1 operasional – 1 cadangan) dengan bentuk silinder.

•

Bak penjenuh kapur memiliki waktu kontak selama 1 jam.

•

Jumlah bak penjenuh kapur adalah 3 (2 operasional – 1 cadangan) dengan bentuk silinder dengan dasar berbentuk konus.

•

Dosis kapur (100%) = 16 mg/L

•

Persentase kandungan kapur = 70 %

•

Berat Jenis kapur, ρkapur = 3,71 Kg/L

•

Konsentrasi kapur, Ckapur = 10%

•

Konsentrasi larutan kapur jenuh, Cs = 1100 mg/L = 0,11 %

•

Kecepatan naik, Vup = 4,17 x 10-4 m/det

Hasil Perencanaan : Bak Pelarut Kapur

•

Kebutuhan kapur, mkapur = 355,47 Kg/hari

•

Volume kapur tiap pelarutan, Vkapur = 0,096 m3

•


•


•

Dimensi bak pelarut :

− Ketinggian bak pelarut, h = 1,8m − Diameter bak pelarut, d = 1,5 m − Freeboard = 20 cm


VII-30


Bak Penjenuh Kapur

•

Konsentrasi jenih pda lime saturator, Cs = 1100 mg/L

• Debit larutan kapur jenuh, qkj = 0,0037 m3/det • Dimensi bak lime saturator − Diameter bak, dls = 2,5 m − Tinggi silinder, hls = 1,5 m − Volume silinder, Vls = 7,36 m3 − Tinggi konus, hk = 2 m − Volume konus, Vk = 2,96 m3 − Volume total, V = 10,32 m3 − Freeboard = 30 cm Pompa Pembubuh Kapur Jenuh Data Perencanaan :

•

Jumlah pompa adalah 3 (2 operasional – 1 cadangan), sesuai jumlah bak penjenuh kapur.

•


•


•

Debit larutan kapur jenuh pompa, qkj = 0,00185 m3/det

•

Konsentrasi larutan kapur jenuh, Cs = 0,11%

Hasil Perencanaan :

•

Massa jenis larutan, ρl = 997 Kg/m3

•

Daya pompa, P = 213 Watt (pompa 500 Watt, Toroshima pump)

VII.10. Menara Air

Menara air berfungsi untuk menampung air yang akan digunakan dalam proses pencucian filter, pembubuhan bahan kimia, dan kebutuhan kantor. Data Perencanaan : Jumlah menara reservoir adalah 1 buah yang akan dipergunakan untuk melayani kebutuhan unit-unit berikut sebanyak 1 kali layan : 1. Pencucian filter 2. Pembubuhan kaporit pada unit penyisihan besi


VII-31


3. Pembubuhan alum 4. Pembubuhan kaporit pada desinfeksi 5. Pelarutan kapur 6. Penjenuhan kapur 7. Kebutuhan kantor (diasumsikan jumlah karyawan adalah 30 orang dengan konsumsi air bersih sebesar 50 L/org/hari). Hasil Perencanaan :

•

Volume air untuk satu kali pencucian filter, Vbw = 162 m3

•

Volume air untuk satu kali pembubuhan kaporit (penyisihan besi), Vpr = 0,58 m3

•

Volume air untuk satu kali pembubuhan alum, Va = 4,2 m3

•

Volume air untuk satu kali pembubuhan kaporit (desinf), Vd = 0,14 m3

•

Volume air untuk satu kali pelarutan kapur, Vk = 3,209 m3

•

Volume air untuk satu kali penjenuhan kapur, Vjk = 18,36 m3

•

Volume air untuk kebutuhan kantor selama satu hari, Vkantor = 1,5 m3

•

Volume air total, Vma = 184,259 m3

•

Dimensi menara air :

•

-

Panjang,

p = 6m

-

Lebar,

l

-

Tinggi,

h = 5,12 m

-

Freeboard

= 6m = 0,38 m

Tinggi menara air, hma = 10 m

Pompa Pengisi Menara Air

Sumber air untuk mengisi menara air adalah ground reservoir. Pengisian dilakukan melalui sistem perpipaan besi berdiameter 15 inchi (C = 110) dengan menggunakan pompa yang memiliki kapasitas sebesar 0,03 m3/det (η = 0,85).

•

Kecepatan aliran dalam pipa, Vp = 1,6 m/det

•

Kehilangan tekan pada pipa lurus, Hmayor = 1,020 m

•

Kehilangan tekan akibat aksesoris pipa, Hminor = 0,491 m

•

Kehilangan tekan pada pipa pengisi, ΔH = 1,511 m

•

Head statis, Hs = 20,5 m


VII-32


•

Head pompa yang dibutuhkan, Hp = 22,011

•


•

Daya pompa, P = 8269,9 Watt (pompa 10 kWatt, Toroshima pump)

VII.11. Reservoir

Reservoir pada instalasi pengolahan air minum ini berupa ground reservoir yang berfungsi sebagai tempat menampung air bersih setelah diproses di dalam instalasi, juga untuk mengekualisasi aliran dan tekanan bagi pelayanan kebutuhan air minum penduduk. Reservoir yang akan digunakan adalah groud reservoir dengan volume yang disesuaikan dengan pola pemakaian air yang ada. Kriteria Desain : a. Ambang Bebas dan Dasar Bak

•

Ambang bebas minimum 30 cm di atas muka air tertinggi

•

Dasar bak minimum 15 cm dari muka air terendah

b. Inlet dan Outlet

•

Posisi dan jumlah pipa inlet ditentukan berdasarkan pertimbangan bentuk dan struktur tangki sehingga tidak ada daerah dengan aliran yang mati

•

Pipa outlet dilengkapi dengan saringan dan diletakkan minimum 10 cm di atas lantai atau pada muka air terendah

•

Pipa inlet dan outlet dilengkapi dengan gate valve

•

Pipa peluap dan penguras memiliki diameter yang mampu mengalirkan debit air maksimum secara gravitasi dan saluran outlet harus terjaga dari kontaminasi luar.

c. Ventilasi dan Manhole

•

Reservoir dilengkapi dengan ventilasi, manhole, dan alat ukur tinggi muka air

•

Tinggi ventilasi ± 50 cm dari atap bagian dalam

•

Ukuran manhole harus cukup untuk dimasuki petugas dan kedap air.


VII-33


Data Perencanaan :

•

Debit pengolahan, Q = 0,18 m3/det

•

Jumlah reservoir, n = 1 buah

•

Kemiringan dasar bak 1/1000

•

Reservoir dilengkapi dengan buffle untuk mencegah aliran mati.

•

Diameter pipa penguras, dpeng = 6 inchi

•

Diameter pipa peluap, dpel = 6 inchi

Perhitungan :

•

Persentase volume reservoir, %V = 17,32%

•

Volume total reservoir, V = 2693,6 m3

•

Dimensi reservoir : -

Kedalaman reservoir, h = 4,8 m

-

Panjang reservoir, p = 35 m

-

Lebar reservoir, l = 16 m

-

Freeboard = 70 cm

VII.12. Lagoon Sludge Drying Bed

Sludge drying bed berfungsi untuk memisahkan air dari lumpur dengan cara pengeringan dan penguapan. Unit ini akan menampung lumpur dari unit sedimentasi. Kriteria Desain :

•

Periode pengeringan

= 10 – 15 hari

•

Tebal lapisan lumpur

< 6 ft

•

Tebal lapisan tanah

= 225 – 300 mm

•

Koefisien keseragaman

< 4

•

Ukuran efektif tanah

= 0,3 – 0,75 mm

•

Tebal lapisan kerikil

= 225 – 300 mm

•

Kadar lumpur hasil pengeringan

•

Kemiringan dasar bak

= 60%

= 0,5 – 1%

Data Perencanaan :

•

Periode pengeringan, td = 15 hari


VII-34


•

Tebal lumpur, hl = 1,8 m

•

Jumlah bak, n = 2

•

Kemiringan dasar bak = 0,5%

•

Pipa drain, d = 6”

•

Bak akan dilengkapi dengan lapisan tanah dan kerikil untuk menahan lumpur. Karakteristik tanah dan kerikil adalah sebagai berikut : Media

Ukuran efektif mm 0,4 0,6 5 20 40

Pasir halus Pasir kasar Kerikil halus Kerikil sedang Kerikil kasar

H mm 150 75 75 75 75

Perhitungan :

VI.12.

•

Jumlah lumpur dari unit seedimentasi, VLs =403,2 m3

•

Jumlah lumpur per bak, VLb = 201,6 m3

•

Lebar bed, l = 4 m

•

Panjang bed, p = 28 m

•

Kedalaman media tanah dan kerikil = 45 cm

•

Freeboard = 25 cm

Bak Sirkulasi

Air yang telah digunakan untuk pencucian filter disirkulasikan kembali ke unit koagulasi. Sebelum disirkulasikan, air ditampung di dalam suatu bak yang memiliki kapasitas untuk satu kali pencucian. Dari unit filtrasi, air pencuci dialirkan ke bak dengan menggunakan pipa berdiameter 14 inch. Proses sirkulasi dilakukan dengan menggunakan pompa dan pipa penghantar dengan diameter 8 inch. Hasil Perencanaan y

Volume bak, V = 156 m3

y

Dimensi bak: o Panjang, p

= 11 m

o Lebar, L

=9m


VII-35


o Kedalaman bak, h = 1,7 m

= 80 cm

o Freeboard

Sistem Sirkulasi Sirkulasi air buangan dilakukan dengan menggunakan pompa. Jumlah pompa yang digunakan adalah 2 buah (1 operasi dan 1 cadangan).

VI.13.

y

Debit sirkulasi, Q

= 0,027 m3/det

y

Diameter pipa sirkulasi, d

= 8 inch

y

Panjang pipa sirkulasi, L

= 55 m

y

Kehilangan tekan pada pipa sirkulasi, ΔH = 0,342 m

y

Head statis, Hs

= 5,5 m

y

Head pompa yang dibutuhkan, Hp

= 5,842m

y

Head pompa disediakan, H

= 10 m

y

Daya tiap pompa, P = 3131,35 watt (4000 watt, Grundfoss)

Profil Hidrolis

Profil hidrolis ditentukan berdasarkan tinggi muka air (E) tiap unit. Pada lokasi instalasi, profil hidrolis ditentukan berdasarkan ketinggian pulsator dan unit koagulasi.

Reservoir, ER = 31,309 m

Ekualisasi, EE = 31,855 m

Filtrasi, EF = 33,545 m

Sedimentasi

o Eoutlet

= 34,112 m

o Eawal outlet

= 34,113 m

o Esal pelimpah

= 34,143 m

o Esedimentasi

= 34,328 m

o Einlet

= 34,329 m

o Esal inlet

= 34,401 m

Flokulasi o Eujung outlet

= 34,401 m

o Eakhir kompartemen2 = 34,402 m o Eawal kompartemen2 = 34,460 m


VII-36


o Eakhir kompartemen1 = 34,460 m o Eawal kompartemen1 = 34,584 m o Einlet

= 34,730 m

Koagulasi o Ebak

= 34,730 m

o Eterjunan

= 36,500 m

o Ezona inlet

= 36,900 m

Bak Penenang EV-notch = 37,268 m Pada lokasi intake, profil hidrolis ditentukan dari titik pengambilan air.

Saluran intake o Einlet

= 4,1 m

o Esblm barscreen

= 4,099 m

o Esesudah bar screen

= 4,082 m

o Esblm pintu air

= 4,08 m

o Esesudah pintu air

= 3,92 m

o Eoutlet

= 3,918 m

Bak Pengumpul Ebak = 3,918 m


VII-37

Perhitungan Unit-Unit Instalasi Pengolahan Air Minum

Recommend Documents