Bab II Dilla

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Dalam perencanaan sistem penyaluran air buangan perlu diperhatikan beberapa hal pokok

yang sangat penting untuk diketahui, diantaranya mengenai sumber air buangan yang akan

disalurkan. Menurut Burton (1979), ada beberapa jenis sumber air buangan, antara lain:

1. Air buangan domestik

Air buangan domestik berasal dari proses pemakaian air bersih dalam rumah tangga.

2. Air buangan industri

Air buangan industri berasal dari proses industri, dan komposisinya tergantung dari jenis

produksinya.

3. Infiltrasi

Yaitu adanya air yang menelusup ke dalam tanah yang disebabkan adanya kebocoran pipa

dari suatu saluran.

Selain sumber air buangan, ada beberapa hal lain yang perlu diperhatikan juga dan menjadi

dasar penting dalam perencanaan sistem penyaluran air buangan. Hal-hal tersebut yaitu jenis

pengaliran, sistem pengelolaan, sistem penyaluran, prinsip pengaliran air buangan, jenis-jenis

pipa air buangan, dan pola jaringan, yang akan diuraikan sebagai berikut:

1. Jenis Pengaliran Air Buangan

Menurut Burton (1979), ada 2 macam jenis pengaliran yang digunakan pada sistem

penyaluran air buangan, yaitu:

a. Pengaliran secara gravitasi, yaitu pengaliran yang bersifat terbuka dalam saluran

tertutup. Pengaliran ini memanfaatkan gaya gravitasi dalam saluran;

b. Pengaliran yang bertekanan atau pengaliran yang menggunakan pompa, yaitu

pengaliran yang terjadi karena adanya pemompaan yang dilakukan dalam saluran

tertutup akibat muka air yang tidak dapat berhubungan secara bebas dengan atmosfer.

2. Sistem pengelolaan air buangan terdiri (Babbit, 1960):

a. Sistem setempat/on site sanitation/sistem individual

Untuk masyarakat berpendapatan rendah, yang tidak memungkinkan adanya

sistem penyaluran air buangan;

Area pedesaan: simple pit latrines, bucket latrines, ventilated pit, aqua prived;

Low income: communal latrines, septic tank;

Industri: pengolahan air limbah di lokasi pabrik masing-masing.

2.2 Metode Proyeksi Penduduk

Proyeksi jumlah penduduk diperlukan dalam perancangan sistem penyaluran air buangan

yang akan digunakan untuk jangka waktu panjang. Hal ini penting dilakukan agar bangunan

tersebut dapat digunakan sesuai dengan periode desain yang telah direncanakan dan tidak

menimbulkan masalah pada masa yang akan datang. Ada beberapa jenis metode yang dipakai

untuk menentukan proyeksi penduduk, diantaranya (Suwarno,2010):

2.2.1 Metode Aritmatika/Linear

Metode ini didasarkan pada angka kenaikan penduduk rata-rata setiap tahun. Metode ini

digunakan jika data berkala menunjukkan jumlah penambahan yang relatif sama setiap

tahunnya. Metode ini juga merupakan metode proyeksi dengan regresi sederhana.

Persamaan umumnya adalah (Suwarno,2010):

.........................................………………….….......................................….….(2.1)

.………………….…….......................................….(2.2)

........………………….........................................……….(2.3)

Dimana: Y = nilai variabel Y berdasarkan garis regresi, populasi ke-nX = nilai independen, bilangan yang dihitung dari tahun ke tahuna = konstantab = koefisien arah garis (gradien) regresi linear

Xi = tahunYi = jumlah populasi

2.2.2 Metode Geometri

Metode ini didasarkan pada rasio pertambahan penduduk rata-rata tahunan. Sering digunakan

untuk meramal data yang perkembangannya melaju sangat cepat. Pertumbuhan penduduk di

plot pada semilog. Persamaan umumnya adalah (Suwarno,2010):

.………………….....……...........................................................................….(2.4)

Persamaan di atas dapat dikembalikan kepada model linear dengan mengambil anti logaritma

(ln). Persamaannya adalah:

Ln Y = ln a + b.ln X ...........................................................................................................(2.5)

Persamaan tersebut linier dalam ln X dan ln Y

.…………………..................…………………....……….(2.6)

.........………………….....……….(2.7)

II-2

Dimana: Y = Nilai variabel Y berdasarkan garis regresi, populasi ke-n X = Bilangan independen, bilangan yang dihitung dari tahun awal a = konstanta b = koefisien arah garis (gradien) regresi linier Xi = tahun

Yi = jumlah populasi

2.2.3 Metode Eksponensial

Metode eksponensial biasanya digunakan jika laju pertumbuhan penduduk proporsional

dengan jumlah penduduk asalnya. Metode ini sering dingunakan dalam perhitungan proyeksi

penduduk.

Pada metode ini persamaan yang digunakan adalah(Suwarno,2010):

Y = a . ebx ..............................................................................…………………...……….(2.10)

Dimana: Y = Nilai variabel Y berdasarkan garis regresi, populasi ke - n x = Bilangan independen, bilangan yang dihitung dari tahun awal a = Konstanta b = Koefesien arah garis (gradien) regresi linier e = 2,7183

...........................................………...…….....……….

(2.11)

.………………...............................................................……….(2.12)

2.2.4 Metode Logaritma

Metode logaritma merupakan kombinasi antara laju pertumbuhan dengan declining growth

rate. Metode ini dingunakan jika pertumbuhan penduduk yang terlalu besar akibat adanya

pembatasan jumlah penduduk (Suwarno,2010). Persamaan umumnya adalah :

.................................................................................……………….....……….(2.13)

Persamaan di atas dapat dikembalikan kepada model linear dengan mengambil anti logaritma

(Ln), dimana:

Y = a + b . LnX ....................................................................……………….....……….(2.14)

Apabila diambil X' = Ln X, maka diperoleh bentuk linear Y = a + b . X', dengan mengganti

nilai X = Ln X

..................................................……………….....……….(2.15)

II-3

...................……………….....……….(2.16)

Dimana: Y = Nilai variable Y berdasarkan garis regresi,populasi ke-n X = Bilangan independen, bilangan yang dihitung dari tahun awal a = Konstanta b = Koefisien arah garis (gradien) regresi linear.

Pemilihan Metoda Proyeksi

Pemilihan metode proyeksi dilakukan dengan menghitung standar deviasi (simpangan baku)

dan koefisien korelasi.

Rumus standar deviasi:

...................................................………………….....……….(2.8)

Rumus Koefisien Korelasi:

............................………………….....……….(2.9)

Dimana: xi = P – P’ yi = P = Jumlah penduduk awal = Pr = Jumlah penduduk rata-rata y’ = P’ = Jumlah penduduk yang akan dicari

Metode pilihan ditentukan dengan cara melihat nilai S yang terkecil dan nilai R yang paling

mendekati 1.

2.3 Debit Air Buangan

Kandungan yang ada dalam air buangan adalah bahan organik dan bahan anorganik.

Sedangkan debit air buangan sangat bergantung kepada (Metcalf & Eddy, 1979):

1. Pemakaian air minum, biasanya 60-80% dari debit air minum;

2. Jenis sambungan rumah;

3. Untuk industri, tergantung dari jenis industrinya;

4. Untuk daerah komersial tergantung dari jenis penggunaan daerah tersebut (misalnya untuk

hotel, restoran, toko, dan lain-lain).

Sistem pengelolaan, penyaluran, dan prinsip penyaluran air buangan mempunyai karakteristik

dan spesifikasi tertentu yang akan membedakannya dengan sistem penyediaan air minum

(Burton, 1979) yaitu:

1. Sistem pengelolaan air buangan terdiri dari 2 sistem, yaitu:

a. Sistem individual (on site sanitation), yakni sistem dengan kriteria sebagai berikut:

II-4

Untuk daerah low income (pedesaan, pinggiran kota);

Untuk industri;

Contohnya ialah jamban cubluk dan tangki septik.

Cubluk (pit privy)

Cubluk merupakan sistem pembuangan tinja yang paling sederhana. Terdiri atas

lubang yang digali secara manual dengan dilengkapi dinding rembes air yang dibuat

dari pasangan batu bata berongga, anyaman bambu dan lain lain (Sugiharto 1987).

Cubluk biasanya berbentuk bulat atau kotak, dengan potongan melintang sekitar 0.5-

1.0 m2, dengan kedalaman 1-3 m. Hanya sedikit air yang digunakan untuk

menggelontorkan tinja ke dalam cubluk. Cubluk ini biasanya di desain untuk waktu 5-

10 tahun Beberapa jenis cubluk antara lain:

- Cubluk tunggal

Cubluk tunggal dapat digunakan untuk daerah yang memiliki tinggi muka air tanah >

1 m dari dasar cubluk. Cocok untuk daerah dengan kepadatan < 200 jiwa/ha.

Pemakaian cubluk tunggal dihentikan setelah terisi 75%.

Gambar 2.1 Cubluk tunggal

Sumber : www.Cubluk tunggal.com

- Cubluk Kembar

Cubluk kembar dapat digunakan untuk daerah dengan kepadatan penduduk < 50

jiwa/ha dan memiliki tinggi muka air tanah > 2 m dari dasar cubluk . Pemakaian

lubang cubluk pertama dihentikan setelah terisi 75% dan selanjutnya lubang cubluk

kedua dapat disatukan. Jika lubang cubluk kedua terisi 75%, maka lumpur tinja yang

II-5

ada di lubang pertama dapat dikosongkan secara manual dan dapat digunakan untuk

pupuk tanaman .Setelah itu lubang cubluk dapat difungsikan kembali.

Gambar 2.2 Cubluk Kembar

Sumber : www.cubluk kembar.com

Septic Tank

Septic Tank merupakan suatu bangunan yang berfungsi sebagai penampung air kotor/tinja

(merupakan bahan organik) langsung dari WC dan urinoir. Didalam tangki tersebut air

limbah akan mengalami proses pembusukkan/perombakkan/penguraian oleh

mikroorganisme selama tiga hari.

Proses pembusukkan/perombakkan/penguraiannya terjadi secara aerob (mikroorganisme

membutuhkan oksigen) dan anaerob (mikroorganisme tidak membutuhkan oksigen).

Proses pengolahan limbah domestik yang terjadi pada tangki septik adalah proses

pengendapan dan stabilisasi secara anaerobik. Tangki septik bisa dianggap sebagai proses

pengolahan awal (primer). Tangki septik tidak efektif untuk mengurangi jumlah bakteri

dan virus yang ada pada limbah domestik. Jarak antara resapan dan sumber air untuk

keamanannya disyaratkan minimal 10 m. (tergantung aliran air tanah dan kondisi porositas

tanah).

- Konstruksi Septic Tank

Tangki septik terdiri dari dua buah ruang. Ruang pertama merupakan ruang pengendapan

lumpur. Volume ruang pertama ini memiliki volume 40–70% dari keseluruhan volume

tangki septik. Pada ruang kedua merupakan ruang pengendapan bagi padatan yang tidak

terendapkan pada ruang pertama. Panjang ruangan pertama dari tangki septic sebaiknya

dua kali panjang ruangan kedua, dan panjang ruangan kedua sebaiknya tidak kurang dari 1

m dan dalamnya 1,5 m atau lebih, dapat memperbaiki kinerja tangki. Kedalaman tangki

sebaiknya berkisar antara 1,0 – 1,5 m. Sedangkan celah udara antara permukaan air dengan

tutup tangki (free board) sebaiknya antara 0,3 sampai 0,5 m . Tangki septik harus

dilengkapi dengan lubang ventilasi (dipakai pipa Tee) untuk pelepasan gas yang terbentuk

II-6

dan lubang pemeriksaan yang digunakan untuk pemeriksaan kedalaman lumpur serta

pengurasan.

Gambar 2.3 Tipikal Tangki Septik

Sumber : Balai Lingkungan Permukiman

Gambar 2.4 Modifikasi Tangki Septik

Sumber : Balai Lingkungan Permukiman

- Material Septic Tank

Material untuk tangki septik harus kedap air untuk itu material yang bisa digunakan

adalah sebagai berikut:

Pasangan batu bata dengan campuran spesi 1 : 2 (semen : pasir). Material ini sesuai untuk

daerah dengan ketinggian air tanah yang tidak tinggi dan tanah yang relatif stabil

sehingga saat pelaksanaan pembuatannya tidak sulit untuk menghasilkan konstruksi yang

kedap air.

II-7

http://19design.files.wordpress.com/2011/08/14.jpg

Beton bertulang. Material dari beton bertulang relatif sesuai untuk semua kondisi. Pada

lokasi dengan muka air tanah tinggi bisa digunakan beton pracetak.

Plastik atau fiberglas

Material plastik atau fiberglass sangat baik dari segi karakteristik kedap airnya namun

rendah dalam kemampuan menahan tekanan samping tanah dan yang perlu diperhatikan

adalah ketinggian muka air tanah yang yang bisa memberikan tekanan apung yang besar

pada tangki jenis ini pada saat tangki kosong.

- Kapasitas Tangki Septik

Untuk MCK komunal rumus-rumus yang digunakan:

Th = 1,5 0,3 log (P x Q) > 0,2 hari……..……………………..……….…..…………(2.1)

Di mana :

Th : Waktu penahanan minimum untuk pengendapan > 0,2 hariP : Jumlah orangQ : Banyaknya aliran, liter/orang/hari

Volume penampungan lumpur dan busa dihitung dengan rumus:

A = P x N xS……...…....……………..………….…..………………………………...(2.2)

Di mana :A : Penampungan lumpur yang diperlukan (dalam liter)P : Jumlah orang yang diperkirakan menggunakan tangki septikN : Jumlah tahun, jangka waktu pengurasan lumpur (min 2 tahun)S : Rata-rata lumpur terkumpul (liter/orang/tahun).

25 liter untuk WC yang hanya menampung kotoran manusia.40 liter untuk WC yang juga menampung air limbah dari kamar mandi.

Volume cairan dihitung kebutuhan kapasitas penampungan untuk penahanan cairan dengan

persamaan:

B = P x Q x Th………………………..………….…..………………………...…......(2.3)

Di mana :P : Jumlah orang yang diperkirakan menggunakan tangki septikQ : Banyaknya aliran air limbah (liter/orang/hari)Th : Keperluan waktu penahanan minimum dalam sehari.

Untuk tangki septik hanya menampung limbah WC (terpisah):

Th = 2,5 – 0,3 log (P.Q) > 0,5….……………………….…..………….…..………….(2.4)

Untuk tangki septik yang menampung limbah WC + dapur + kamar mandi (tercampur):

Th = 1,5 – 0,3 log (P.Q) > 0,2….…………………….……..………….…..………….(2.5)

II-8

Dari uraian diatas maka dapat diperhitungkan kebutuhan tangki septik komunal untuk lokasi

yang direncanakan sebagai berikut :

Jumlah penduduk terlayani : 50 orang

Waktu pengurasan direncanakan setiap (N) = 2 tahun (IKK Sanitation Improvenment

Programme, 1987)

Rata-rata Lumpur terkumpul l/orang/tahun (S) = 40 lt, untuk air limbah dari KM/WC.

(IKK Sanitation Improvenment Programme, 1987)

Air limbah yang dihasilkan tiap orang/hari = 10 l/orang/hari (tangki septik hanya

untuk menampung limbah kakus)

Kebutuhan kapasitas penampungan untuk lumpur.

A = P x N x S

= 50 org x 2 th x 40 l/org/th = 4000 lt = 4 m3

Kebutuhan kapasitas penampungan air.

B = P x Q x Th

Th = 2,5 – 0,3 log (P x Q) > 0,5

B = 50 org x 10 l/orang/hari x (2,5 – 0,3 log (50 org x 10 l/orang/hari))

= 845,2 lt

= 0,84 m3

Volume tangki septik komunal = A + B = 4 m3 + 0,84 m3 = 4,84 m3

Dimensi tangki septik komunal

- Tinggi tangki septik (h) = 1,5 m + 0,3m (free board/tinggi jagaan)

- Perbandingan Lebar tangki septik (L) : Panjang tangki (P) = 1 : 2

- Lebar tangki (L) = 1,3 m

- Panjang tangki (P) =2,6 m

Beerput

Sistem ini merupakan gabungan antara bak septik dan peresapan. Oleh karena itu

bentuknya hampir seperti sumur resapan (Sugiharto 1987). Untuk penerapan sistem

beerput, terdapat beberapa persyaratan yang harus dipenuhi, yaitu tinggi air dalam saluran

beerput pada musim kemarau tidak kurang dari 1,3 m dari dasar, jarak dengan sumur

minimal 8 m, volume diameternya tidak boleh < 1m dan apabila dibuat segi empat maka

sisi-sisinya harus lebih besar dari 0.9 m (Gambar 2.4).

II-9

Gambar 2.5 Beerput

Sumber : www. Off site sanitation.com

b. Sistem terpusat/off site sanitation/sistem komunal

MCK = sarana bersama;

Public sewer: jaringan saluran air buangan dan pengolahan.

Gambar 2.6 Sistem Sanitasi Terpusat

Sumber : www. Off site sanitation.com

3. Sistem penyaluran air buangan terdiri dari 5 sistem (Babbit, 1960):

a. Sistem terpisah (separate system)

Diterapkan bila suatu daerah mempunyai fluktuasi hujan yang besar;

Penyaluran air buangan (sanitary sewage) dan air hujan (storm sewage) terpisah;

Masing-masing mempunyai saluran sendiri;

- Saluran air buangan menggunakan saluran tertutup;

- Saluran air hujan menggunakan saluran terbuka dan konstruksi mudah.

II-10

Keuntungan dari sistem ini ialah diameter pipa air buangan lebih kecil karena

hanya untuk air buangan saja, tidak dipengaruhi oleh perbedaan debit musim hujan

ataupun kemarau, dan debit air buangan (Qab) kecil dan lebih higienis;

Kerugian dari sistem ini ialah biayanya lebih besar karena ada 2 saluran dan beban

pengolahan untuk Bangunan Pengolahan Air Buangan (BPAB) lebih besar.

Gambar 2.7 Sistem Saluran Terpisah

Sumber : www. Sistem Penyaluran air buangan.com

b. Sistem Tercampur (Combinate System)

Penyaluran air hujan dan air buangan disatukan;

Lebih cocok untuk daerah yang fluktuasi hujan dan kemarau kecil dimana

mempunyai perbedaan yang sedikit sekali;

Dapat berupa saluran tertutup/terbuka.

Keuntungan dari sistem ini yaitu memperhatikan purification alamiah sehingga

beban pengolahan berkurang;

Kerugian dari sistem ini yaitu:

- Diameter saluran lebih besar;

- Kurang efisien karena saluran panjang dan diameter besar, pemakaian sebentar

tidak ekonomis, biaya operasi dan pemeliharaan besar;

- Debit pengolahan lebih besar dan kurang higienis.

II-11

Gambar 2.8 Sistem Penyaluran Tercampur


c. Sistem Riol Ukuran Kecil (Small Bore Sewers)

Sistem penyaluran air efluen tangki septik dan/atau air limbah cucian (grey water);

Keadaan pengaliran bertebaran, tetapi gradien hidrolisnya masih di bawah elevasi

tangki septik dan alat-alat saniter daerah pelayanannya tidak terjadi air balik

(backwater);

Diameter saluran lebih kecil;

Lebih cocok diterapkan untuk daerah di mana semula sistem penyaluran air

buangannya adalah sistem setempat (tangki septik dan bidang rembesan);

Dialirkan ke BPAB;

Sebaiknya td ≤ 10 menit agar tidak septik (DO <);

Isi tangki septik secara periodik perlu dikuras dan diolah di IPLT (Instalasi

Pengolahan Limbah Tinja).

Gambar 2.9 Skema Small Bore Sewer


d. Saluran Riol Interseptor (Intersepting Sewer System)

Air hujan dengan debit tertentu dimasukkan dalam ujung hulu riol retikulasi untuk

penggelontoran;

II-12

Riol hulu melintas di atas riol interseptor, diperlintasan dihubungkan dengan pipa

tegak;

Pemasukan didesain hanya pada saat musim kering;

Pada musim hujan dengan debit dan kecepatan besar dapat meloncati pipa tegak

tersalurkan langsung ke BPAB (musim hujan riol interseptor kosong/kecil sekali).

Gambar 2.10 Sistem Penyaluran Kombinasi

Sumber : www. Sistem Penyaluran kombinasi.com

e. Sistem Riol Dangkal (Shallow Sewer System)

Sistem riol dengan pembebanan pipa relatif dangkal;

Luas dan unit pelayanan sistem riol maksimum sekitar 4 unit luas daerah

pelayanan retikulasi;

Satu unit daerah retikulasi sama dengan 800 jumlah rumah ukuran riol 225 mm,

jadi 4 kali 800 sambungan rumah yang masuk ke BPAB;

Luas maksimum daerah pelayanan shallow sama dengan 4 kali 25 Ha adalah 100

Ha dengan kepadatan rata-rata 160 jiwa/Ha.

Gambar 2.11 Layout saluran Shallow Sewerage pada perumahan tidak teratur (A)dan teratur (B)

II-13

f. Sistem Penyaluran Konvensional

Sistem penyaluran konvensional (conventional sewer) merupakan suatu jaringan

perpipaan yang membawa air buangan ke suatu tempat berupa bangunan pengolahan

atau tempat pembuangan akhir seperti badan air penerima.

Sistem ini terdiri dari jaringan pipa persil, pipa servis, pipa lateral, dan pipa induk

yang melayani penduduk untuk suatu daerah pelayanan yang cukup luas. Setiap

jaringan pipa dilengkapi dengan lubang periksa manhole yang ditempatkan pada

lokasi-lokasi tertentu. Apabila kedalaman pipa tersebut mencapai 7 meter, maka air

buangan harus dinaikkan dengan pompa dan selanjutnya dialirkan secara gravitasi ke

lokasi pengolahan dengan mengandalkan kecepatan untuk membersihkan diri.

Gambar 2.12 Sistem Penyaluran Konvensional

Sumber : www Sistem Penyaluran Konvensional .com

Syarat yang harus dipenuhi untuk penerapan sistem penyaluran konvensional:

Suplai air bersih yang tinggi karena diperlukan untuk menggelontor;

Diameter pipa minimal 100 mm , karena membawa padatan;

Aliran dalam pipa harus aliran seragam;

Slope pipa harus diatur sehingga V cleansing terpenuhi (0,6 m/detik);

Aliran dalam saluran harus memiliki tinggi renang agar dapat mengalirkan

padatan;

Kecepatan maksimum pada penyaluran konvensional 3 m/detik.

Kelebihan sistem penyaluran konvensional:

Tidak memerlukan septic tank

Kekurangan sistem penyaluran konvensional:

Biaya konstruksi relatif mahal.

II-14

http://www.jenis/

Peraturan jaringan saluran akan sulit jika dikombinasikan dengan saluran small

bore sewer, karena dua sistem tersebut membawa air buangan dengan karakteristik

berbeda sehingga tidak boleh ada cabang dari sistem konvensional bersambung ke

saluran small bore sewer.

Menurut DPU (1989), daerah yang cocok untuk penerapan sistem penyaluran secara

konvensional :

Daerah yang sudah mempunyai sistem jaringan saluran konvensional atau dekat

dengan daerah yang punya sistem ini;

Daerah yang mempunyai kepekaan lingkungan tinggi, misalnya daerah perumahan

mewah, pariwisata;

Lokasi pemukiman baru, dimana penduduknya memiliki penghasilan cukup tinggi,

dan mampu membayar biaya operasional dan perawatan;

Di pusat kota yang terdapat gedung-gedung bertingkat yang apabila tidak

dibangun jaringan saluran, akan diperlukan lahan untuk pembuangan dan

pengolahan sendiri;

Di pusat kota, dengan kepadatan penduduk >300 jiwa/ha dan umumnya penduduk

menggunakan air tanah, serta lahan untuk pembuatan sistem setempat sangat sulit

dan permeabilitas tanah buruk.

g. Sistem Kombinasi

Pada sistem penyaluran secara kombinasi, air buangan dan air hujan disalurkan

bersama-sama sampai tempat tertentu baik melalui saluran terbuka atau tertutup, tetapi

sebelum mencapai lokasi instalasi antara air buangan dan air hujan dipisahkan dengan

bangunan regulator.

Air buangan dimasukkan ke saluran pipa induk untuk disalurkan ke lokasi

pembuangan akhir, sedangkan air hujan langsung dialirkan ke badan air

penerima.Pada musim kemarau air buangan akan masuk seluruhnya ke pipa induk dan

tidak akan mencemari badan air penerima.

Sistem kombinasi ini cocok diterapkan di daerah yang dilalui sungai yang airnya tidak

dimanfatkan lagi oleh penduduk sekitar, dan di daerah yang untuk program jangka

panjang direncanakan akan diterapkan saluran secara konvensional, karena itu pada

tahap awal dapat dibangun saluran pipa induk yang untuk sementara dapat

dimanfaatkan sebagai saluran air hujan.

4. Prinsip pengaliran terdiri atas (Babbit, 1960):

a. Prinsip pengaliran air buangan.

II-15

Saluran tertutup;

Saluran sepanjang mungkin agar semua area air buangan terlayani;

BPAB sejauh mungkin;

Memerlukan vent karena dekomposisi air buangan;

Daerah pelayanan seluas mungkin;

Saluran air buangan mengikuti jalur jalan.

b. Prinsip pengaliran air hujan:

Saluran terbuka;

Saluran sependek mungkin;

Tempat pembuangan air hujan sedekat mungkin;

Tidak memerlukan vent;

Daerah pengaliran sekecil mungkin;

Jalur induk harus keluar dari jalan.

Hal yang perlu diperhatikan dalam pengaliran air buangan (Babbit, 1960):

a. Pengaliran secara gravitasi;

b. Aliran dalam debit minimum harus tetap dapat membawa material yang ada dalam

saluran;

c. Dianjurkan dengan kecepatan yang disyaratkan dapat membersihkan saluran dengan

sendirinya;

d. Pengaliran harus dapat mensirkulasikan udara dan air buangan sehingga tidak terjadi

akumulasi gas-gas dalam pipa yang dapat mengakibatkan ledakan/kondisi vakum;

e. Pengaliran harus tiba secepatnya ke BPAB untuk menghindari terjadinya pembusukan,

untuk itu disyaratkan pengaliran tidak lebih dari 18 jam;

f. Pipa air buangan tidak boleh penuh (maximal 80%);

g. Pengaliran selalu unsteady terkadang uniform.

5. Jenis pipa air buangan

Jenis-jenis pipa yang ada pada jaringan perpipaan air buangan ialah (Babbit, 1960):

a. Pipa Persil

Adalah pipa yang langsung menerima air buangan dari sumbernya. Letaknya di

pekarangan rumah atau gedung. Biasanya berdiameter 4-5 inchi dan berupa pipa PVC.

b. Pipa Servis

Adalah pipa yang menerima air buangan dari pipa persil. Letaknya di luar pekarangan

rumah atau gedung. Biasanya berdiameter 6-8 inchi. Pemasangan pipa servis dapat

dilakukan dengan dua sistem, yaitu:

II-16

Sistem brandgang (dibelakang rumah), yaitu sistem penyaluran air buangan dari pipa

persil dari belakang rumah.

Sistem trotoir (didepan rumah), sistem penyaluran air buangan dari pipa persil dari

depan rumah.

c. Pipa Lateral

Adalah pipa yang menerima air buangan dari pipa servis. Letaknya memanjang di

sepanjang jalan di depan rumah/gedung. Biasanya berdiameter 8 inchi.

d. Pipa Cabang

Adalah pipa yang menerima air buangan dari pipa lateral dan berdiameter minimal 8

inchi.

e. Pipa Induk

Adalah pipa yang menerima air buangan dari pipa cabang dan membawanya ke

BPAB.

1 1 1 2 3

Keterangan: 1. Pipa persil 2. Pipa servis 3. Pipa lateral 4. Pipa cabang5. Pipa induk

Gambar 2.13 Istilah jaringan perpipaan air buangan

b.Sistem komunal (off site sanitation), yakni sistem yang pengelolaannya dilakukan secara

keseluruhan untuk suatu kota atau daerah.

Contoh dari sistem ini antara lain: mandi cuci kakus (MCK), jaringan air perpipaan atau

limbah (public sewer).

2. Sistem penyaluran air buangan terdiri dari 3 sistem, yaitu:

a. Sistem terpisah (separate system), yakni sistem dengan kriteria sebagai berikut:

Diterapkan bila suatu daerah mempunyai fluktuasi hujan yang besar;

Air buangan dan air hujan salurannya harus terpisah;

Keuntungan dari sistem ini ialah:

- Diameter pipa air buangan lebih kecil karena hanya untuk air buangan saja;

- Tidak dipengaruhi oleh perbedaan debit musim hujan ataupun kemarau;

II-17

BPAB

1

54

1

2

- Debit air buangan (Qab) kecil;

- Lebih higienis.

Sedangkan kerugian dari sistem ini ialah:

- Biayanya lebih besar karena ada 2 saluran;

- Beban pengolahan untuk Bangunan Pengolahan Air Buangan (BPAB) lebih besar.

b. Sistem tercampur (combined system), yakni sistem dengan kriteria sebagai berikut:

Diterapkan pada daerah dengan fluktuasi hujan yang kecil;

Pengaruh air hujan kecil;

Keuntungan dari sistem ini ialah beban untuk pengolahan lebih kecil;

Kerugian dari sistem ini ialah:

- Diameter saluran dan dimensinya kecil;

- Tidak efisien karena banyak ruangan yang kosong;

- Tidak higienis karena salurannya terbuka.

c. Sistem gabungan (intersector), yakni sistem dengan kriteria sebagai berikut:

Pada musim hujan air buangan disalurkan ke badan air (sungai);

Pada musim kemarau air buangan disalalrkan ke saluran air buangan.

3. Prinsip pengaliran pada air buangan terdiri atas:

a. Prinsip pengaliran untuk air buangan, dengan ketentuan sebagai berikut:

Salurannya tertutup;

Saluran diusahakan sepanjang mungkin agar semua area air buangan bisa ter-cover;

BPAB diletakkan sejauh mungkin;

Memerlukan vent karena dekomposisi air buangan;

Daerah pelayanan seluas mungkin;

Saluran air buangan mengikuti jalur jalan.

b. Prinsip pengaliran untuk air hujan, dengan ketentuan sebagai berikut:

Salurannya terbuka;

Saluran usahakan sependek mungkin;

Tempat pembuangan air hujan diletakkan sedekat mungkin;

Tidak memerlukan vent;

Daerah pengaliran sekecil mungkin;

Jalur induk harus keluar dari jalan.

Pada penyaluran air buangan, sistem pengaliran yang digunakan adalah (Burton, 1979):

1. Pengaliran secara gravitasi, yaitu pengaliran yang bersifat terbuka dalam saluran tertutup.

Pengaliran memanfaatkan gaya gravitasi dalam saluran;

II-18

2. Pengaliran yang bertekanan atau menggunakan pompa, yaitu pengaliran yang terjadi

karena ada pemompaan yang dilakukan dalam saluran tertutup karena muka air tidak

dapat berhubungan secara bebas dengan atmosfer.

Dari kedua jenis pengaliran diatas, sebaiknya digunakan pengaliran gravitasi karena bersifat

ekonomis dan tidak perlu pekerjaan tambahan seperti perawatan, perbaikan pompa, dan

pemeriksaan rutin yang biasanya dilakukan terhadap sistem pemompaan. Pemakaian pompa

sedapat mungkin diminimalkan, hanya dipakai jika pengaliran secara gravitasi tidak

memungkinkan.

Perhitungan debit air buangan:

Kuantitas/debit rata-rata air buangan

Secara umum dapat ditentukan dengan persamaan (Babbit, 1982):

Qrab = fab x Qrab .......................................................................................................(2.18)

dimana: Qrab = debit rata-rata air buangan (l//det)

fab = rasio air buangan (60% - 80%)

Qram = debit rata-rata air minum (l//det)

Debit maksimum/hari


Qmd = (1,1- 1,25) x Qrab...........................................................................................(2.19)

Dimana: Qmd = debit maksimum/hari1,1-1,25 = faktor maksimumQrab = debit rata-rata air buangan

Debit maksimum/jam

Yaitu fluktuasi debit air buangan dalam1 hari. Rumus debit maksimum dapat dilihat pada

masing-masingn jenis pipa.

Debit minimum/jam


Qmin = (0,2-0,8) x Qr..................................................................................................(2.20)

Debit infilitrasi


Ada dua tempat yaitu:

Qinf persil = (0,1-0,3) x Qr..........................................................................................(2.21)

Qinf sepanjang jalur = 1-3 L/det/km

Berdasarkan persamaan diatas, debit air buangan juga tergantung pada jenis pipa dalam

jaringan Pipa:

1. Debit pipa persil (Qpp)

II-19

Qpp = 5 . p0,5 . Qmd ........................................................................................................(2.22)

Dimana: Qpp = Debit puncak desain pipa persil (l/det)p = Jumlah penduduk (ribu jiwa)Qmd = Debit saluran AB harian max (l/det/1000k)Qmd = (1,1 – 1,25) Qr

2. Debit pipa servis (Qps)

Qps = ½ . n . Qpp........................................................................................................................................................................................(2.23)

Dimana: Qps = Debit pipa servis (l/det)n = Jumlah bangunan/jumlah pipa persil

3. Debit pipa lateral (Qpl) dan debit pipa mayor (PI)

Persamaan yang digunakan:

Persamaan Moduto, digunakan untuk riol retikulasi jumlah penduduk pelayanan 2000-

4000 jiwa.

....................................................................................(2.24)

Qpb = Qpk + Qinf ...........................................................................................................................................................................(2.25)

Qinf = Fr . Qr + L . qinf.........................................................................................................................................................(2.26)

.............................................................................................(2.27)

.....................................................................................................................................................................................(2.28)

Dimana: Qpk = Debit puncak musim kering (l/det) Qpb = Debit puncak musim basah (l/det) Qinf = Debit tambahan dari infiltrasi air hujan (l/det) m = Jumlah lajur pipa servis Qpsr = Debit puncak rata-rata pipa servis (l/det)

Persamaan Babbit, digunakan untuk penduduk 4000-1 juta jiwa.

Qpk= 5 . p0,8 . Qm............................................................................................................................................................................ (2.29)

Qpb = Qpk + Qinf...............................................................................................................................................................................(2.30)

Qinf = Fr . Qr + L . qinf...............................................................................................................................................................(2.31)

Qmin= 1/5 . p1,2 . qmin....................................................................................................................................................................(2.32)

qmin= 0,8 qr............................................................................................................................................................................................(2.33)

Dimana: Fr . Qr = Debit infiltrasi pada daerah retikulasiFr = Faktor infiltrasi retikulasi

Untuk daerah elit, Fr = 0,1 Untuk daerah sedang, Fr = 0,2 Untuk daerah jelek, Fr = 0,3

Qr = Debit rata-rata (l/det)qinf = Debit saluran infiltrasi dalam pipa mayor (l/dtk/km)Qmin = Debit minimum (l/det)

Persamaan Babbit & Modifikasi Babbit, digunakan untuk penduduk > 1 juta jiwa.

II-20

Qpk = 5 . p1-z . Qmd..........................................................................................................................................................................(2.34)

Fp = 5 . p-z ............................................................................................................(2.35)

Qmin = 1/5 . p1+z . qmin.................................................................................................................................................................(2.36)

qmin = 0,8 qr...........................................................................................................(2.37)

z = ......................................................................................................(2.38)

p = penduduk dalam ribuan

2.4 Kriteria Perencanaan

2.4.1 Kecepatan Aliran

Dalam kriteria perencanaan air buangan kecepatan adalah hal penting yang harus

diperhatikan. Kecepatan aliran dibagi dua, yaitu (Babbit, 1960):

1. Kecepatan maksimum

Jika air buangan mengandung pasir, v = 2 - 2,4 m/det;

Jika air buangan tanpa pasir, v = 3 m/det.

Kecepatan di atas memenuhi kebutuhan untuk mengantarkan air buangan secepatnya

menuju instalasi, tidak terjadi penggerusan sehingga ketahanan pipa dapat dijaga.

2. Kecepatan minimum

Untuk daerah datar, v = 0,6 m/det;

Daerah tropis, v = 0,9 m/det

Kecepatan di atas mempertimbangkan kemampuan air buangan untuk self purification dan

mencegah air buangan lebih lama dalam pipa (sulfur tidak mengoksidasi pipa).

2.4.2 Kedalaman Aliran

Kedalaman aliran pada saluran air buangan sangat mempengaruhi kecepatan aliran.

Hubungannya dapat dilihat pada di bawah ini (Babbit 1960):

Kedalaman minimum pada pipa PVC adalah 5 cm, sedangkan beton 7,5-10 cm;

Kedalaman berenang, adalah kedalaman yang dianggap mampu membawa partikel saat

kecepatan minimum. Pada saat debit minimum dan kedalaman berenang tidak tercapai,

maka saluran harus digelontor;

Kedalaman maksimum adalah 2/3 dari diameter pipa.

Hubungan kedalaman aliran dengan diameter saluran :

Awal saluran (d/D) = 0,6;

Akhir saluran (d/D) = 0,8.

Jika d/D >0,8 maka diameter atau kemiringan saluran harus diperbesar. Sedangkan untuk

kedalaman maksimum (d max) = 2/3 D.

II-21

2.4.3 Kemiringan Saluran

Kemiringan saluran berpengaruh besar terhadap kecepatan aliran, biaya operasi dan

pemeliharaaan serta berhubungan dengan kedalaman pemasangan pipa. Pada penyaluran air

buangan, dikenal dua sistem pengaliran yang digunakan dan keduanya menggunakan

kemiringan yang berbeda yaitu (Babbit, 1960):

Pengaliran secara gravitasi, yaitu pengaliran yang memanfaatkan gaya gravitasi untuk

mengalirkan air dalam saluran baik saluran terbuka maupun saluran tertutup. Kemiringan

saluran disesuaikan antara topografi dengan rentang kemiringan yang diperbolehkan.

Pengaliran yang bertekanan atau menggunakan pompa, yaitu pengaliran yang terjadi

karena ada pemompaan yang dilakukan dalam saluran tertutup karena muka air tidak

dapat berhubungan secara bebas dengan atmosfer. Pompa biasanya dipakai pada daerah

cenderung mendatar atau mendaki. Kemiringan saluran dibuat efisien agar penggunaan

pompa dapat dihemat.

Kemiringan (slope) dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain:

Debit aliran;

Diameter pipa;

Mengingat sifat aliran air alami adalah aliran terbuka dan memanfaatkan gravitasi, maka

kemiringan saluran sangat berpengaruh pada kecepatan aliran. Dalam hal ini kemiringan

harus diusahakan sekecil mungkin, tapi mampu memberikan kecepatan yang diharapkan.

Keterangan lebih lanjut mengenai hubungan antara diameter pipa dengan slope dapat

dilihat pada Tabel 2.1

Tabel 2.1 Kemiringan Pipa Untuk Berbagai DiameterDiameter

Kemiringan(inci) (mm)8 200 0,0040

10 250 0,003012 300 0,002215 375 0,001518 450 0,001221 525 0,001024 600 0,0009

>27 675 0,0008 Sumber: Design and Construction of Sanitary and Storm Sewer, 1968

Profil dan badan jalan;

Kecepatan aliran yang diinginkan;

Karakteristik air buangan;

Kondisi daerah dan topografinya.

2.4.4 Perletakan Saluran

Hal-hal yang harus diperhatikan dalam perletakkan saluran adalah (Babbit, 1982):

II-22

1. Jaringan jalan yang ada;

2. Pengaruh bangunan yang ada;

3. Jenis dan kondisi topografi tanah;

4. Adanya saluran air minum, jika ada maka saluran air buangan diletakkan paling

bawah;

5. Ketebalan tanah urugan dan kedalaman pipa (minimal 1,2 meter, maksimal 7 meter).

Penempatan pipa pada jaringan jalan (DPU, 1996):

a. Penempatan saluran pada sisi jalan dengan elevasi yang lebih tinggi, yaitu bila jalan-

jalan dengan rumah atau bangunan di satu sisi lebih tinggi dari sisi lain;

saluran pipa

Gambar 2.14 Penempatan Saluran pada Sisi Jalan dengan Elevasi yang Lebih TinggiSumber: DPU, 1996

b. Di tepi jalan, sebaiknya di bawah trotoar atau tanggul jalan untuk menjaga

kemungkinan dilakukan penggalian dikemudian hari untuk perbaikan;

saluran pipa

Gambar 2.15 Penempatan Di Tepi JalanSumber: DPU, 1996

c. Penempatan di tengah, bawah jalan, bila jalan tidak terlalu lebar dan penerimaan air

buangan dari dua arah, yaitu kanan dan kiri jalan;

saluran pipa

Gambar 2.16 Penempatan Di TengahSumber: DPU, 1996

II-23

d. Saluran ditempatkan di tepi jalan pada bagian yang paling banyak

memberikan beban air buangan, bila penerimaan beban air buangan dari kiri dan

kanan jalan tidak sama;

saluran pipa

Gambar 2.17 Penempatan Di Tepi Jalan pada Bagian yang paling Banyak Memberikan Beban Air Buangan

Sumber: DPU, 1996

e. Saluran bisa diletakkan di kedua sisi jalan, bila di sebelah kanan

dan kiri jalan terdapat banyak sekali rumah atau bangunan;

saluran pipa

Gambar 2.18 Penempatan Di Kedua Sisi JalanSumber: DPU, 1996

f. Penempatan saluran bisa di tengah jalan bila jalan tersebut

mempunyai jumlah rumah atau bangunan sama banyak di kedua sisinya dan

mempunyai elevasi lebih tinggi dari jalan.

saluran pipa

Gambar 2.19 Penempatan Di Tengah Jalan yang Mempenyai jumlah Rumah atau Bangunan yang Sama Banyak

Sumber: DPU, 1996

2.4.5 Waktu Tempuh

Pengaliran harus tiba secepatnya ke BPAB untuk menghindari terjadinya pembusukan, untuk

itu disyaratkan pengaliran tidak lebih dari 18 jam (Babbit, 1960). Rumus waktu tempuh

(Babbit,1960):

T = Li / Vi ≤ 18 jam ..........................................................................................................(2.39)

Dimana: Li = jarak yang ditempuh tiap segmen (m)

Vi = kecepatan aliran tiap segmen pipa (m/det)

II-24

2.4.6 Profil Pipa

Beberapa pertimbangan dalam pemilihan bentuk pipa ialah:

Segi hidrolis pengaliran, dipertimbangkan kedalaman berenang dan kecepatan minimum;

Segi kontruksi

Harus tertutup, kedap air, memiliki kekuatan dan daya tahan yang cukup besar.

Kondisi lapangan dan topografi

Jika daerahnya memiliki kemiringan yang cukup untuk mengalirkan digunakan saluran

bersifat terbuka dalam saluran tertutup, namun untuk daerah yang relatif datar digunakan

saluran tertutup (sebaiknya dihindarkan karena biaya akan bertambah besar.

Ketersediaan tempat untuk penempatan saluran

Jika lahan cukup besar lebih baik menggunakan saluran tipe trapesium, sedangkan jika

lahannya kecil sebaiknya digunakan yang berbentuk segitiga atau segiempat.

Segi ekonomis dan teknis

Mempertimbangkan biaya yang akan digunakan pada perancangan (cost minimal) dan

kemudahan dalam konstruksi.

Bentuk-bentuk pipa yang digunakan bulat lingkaran, debit konstan dan diameter kecil.

Bentuk-bentuk dari saluran air buangan adalah (Babbit, 1960):

a. Saluran terbuka

Bentuk saluran yang dipakai yaitu:

Saluran terbuka dengan fluktuasi aliran kecil

Gambar 2.20 Saluran terbuka dengan fluktuasi aliran kecil

Saluran terbuka dengan fluktuasi besar

Gambar 2.21 Saluran terbuka dengan fluktuasi aliran besar

b. Bentuk saluran yang dipakai untuk saluran tertutup:

Bulat telur Bulat lingkaran persegi

Gambar 2.22 Saluran tertutup

II-25

Keuntungan dan kerugian saluran yang berbentuk bulat telur:

Kedalaman (d) berenang lebih tinggi;

Dapat mengatasi fluktuasi yang berlebihan;

Sambungannya susah dalam pemasangan;

Biayanya lebih mahal;

Sulit diperoleh di pasaran.

Keuntungan dan kerugian saluran yang berbentuk bulat lingkaran:

Lebih kuat;

Gaya-gaya yang terjadi lebih merata;

Mudah didapat;

Diameter dan panjangnya terbatas.

Keuntungan dan kerugian saluran berbentuk persegi:

Bisa dibangun di tempat;

Kurang dan tidak begitu kuat;

Lebih tebal;

Gaya-gaya yang terjadi tidak terurai dengan merata.

Material Saluran Air Buangan

Material saluran yang digunakan dalam sistem penyaluran air buangan terbagi atas (Babbit,

1960):

1. Pipa Poly Vinil Chlorida (PVC);

Kekurangan pipa PVC, yaitu:

Kurang tahan terhadap sinar ultraviolet, sehingga sebaiknya diberi lapisan penutup;

Diameternya relatif kecil.

Kelebihan pipa PVC, yaitu:

Ringan;

Mudah penanganan dan pemasangannya;

Tahan asam;

Lajurnya panjang;

Kedap air;

Halus;

Lebih fleksibel.

II-26

Gambar 2.23 Pipa PVC

Sumber : www.jenispipa.com

2. Pipa Galvanized Iron Pipe (GIP/ Besi/ Baja);

Kekurangan pipa besi dan baja, yaitu:

Untuk pipa besi cor, biayanya sangat mahal;

Pipa baja bisa menimbulkan tekanan negatif karena dinding relatif tipis;

Pipa baja tidak tahan korosi;

Kelebihan pipa besi dan baja, yaitu:

Umur operasinya relatif lebih panjang;

Tahan korosi (pipa besi cor);

Pengalirannya bagus;

Tahan tekanan baik dari dalam maupun dari luar;

Lebih mudah dipasang dan kecil kemungkinan terjadinya kebocoran;

Untuk pipa baja cocok digunakan dalam keadaan dimana diameter yang besar dan

tekanan yang tinggi;

- Pipa baja dapat tahan lebih dari 50 tahun;

- Pipa baja lebih kuat dan lebih ringan.

Gambar 2.24 Pipa Besi


3. Pipa Asbes Cement Pipe (ACP/ Asbes);

Pipa semen-asbes terdiri dari campuran semen Portland dan serat asbes yang dibuat pada

mandrel baja berputar dan kemudian dipadatkan dengan tekanan giling baja.

Kekurangan pipa asbes, yaitu:

II-27

http://www.jenis/

http://www.jenis/

Kurang tahan terhadap asam, sehingga cocok untuk pipa roil sampai servis saja;

Serabutnya dapat menimbulkan bahaya, debu asbes dapat menyebabkan penyakit

asbestosis, sehingga pipa tidak boleh bocor/keretakan.

Kelebihan pipa asbes, yaitu:

Harga relatif murah;

Sambungan kedap air dan infiltrasi rendah;

Sifat dalam mengalirkan air baik, ringan, mudah penanganannya, dan mudah

dipotong, disambung dan dipadukan (fitting).

Gambar 2.25 Pipa Asbes


4. Pipa Beton;

Pipa Beton terbuat dari bahan campuran semen, pasir dan kerikil dengan perbandingan

menurut Standar Industri Indonesia (SII) atau standar luar negeri, missal Standar Amerka

(ASTM).

Kekurangan pipa beton, yaitu:

Kualitasnya sering kurang terawasi, missal terlalu lembek (banyak air), sehingga

sebelum kering dapat berubah bentuk dan kadang-kadang belum begitu kering sudah

dipasang, akibatnya banyak kerusakan;

Cara pencetakannya sering kurang digetarkan dengan baik, sehingga isi campurannya

(agregat) kurang homogeny dan kurang padat, yang mengakibatkan kekuatannya

kurang merata dan kemungkinannya ada celah-celah, bocor;

Kurang tahan terhadap asam, sehingga perlu bahan tambahan, yaitu bagian dalam

dinding pipa diberi lapisan seperti gelas email.

Kelebihan pipa beton, yaitu:

Ekonomis untuk pipa beton tak bertulang;

Dapat dibuat setempat atau dekat proyek;

Tahan lama dan tahan terhadapkorosi;

Dapat tahan sampai 75 tahun.

II-28

http://www.jenis/

Gambar 2.26 Pipa Beton


5. Pipa Fiber Glass;

Kekurangan pipa fiberglass, yaitu:

Harganya sangat mahal.

Kelebihan pipa fiberglass, yaitu:

Sangat tahan terhadap asam dan elastic;

Tahan terhadap korosi (air limbah industry);

Cocok untuk pipa induk karena diameternya besar.

Gambar 2.27 Pipa Fiber GlassSumber : www.jenispipa.com

6. Pipa Clay.

Kekurangan pipa tanah liat, yaitu;

Mudah pecah;

Untuk diameter kecil, ukurannya pendek.

Kelebihan pipa tanah liat, yaitu;

Tahan terhadap asam, sehingga tidak perlu diberi lapisan gelas email, kecuali jika

diperlukan untuk kehalusan permukaan dinding bagian dalam.

Material saluran yang digunakan harus memenuhi syarat-syarat secara teknis yaitu:

Saluran harus tertutup;

II-29

http://www.jenis/

http://www.jenis/

Kedap air, sehingga kemungkinan terjadinya infiltrasi bisa diatasi.

Gambar 2.28 Pipa Tanah Liat


7. Pipa HDPE

Pipa HDPE polietilen kerapatan tinggi atau pipa HDPE adalah berat badan, yang kuat

ringan dan produk yang fleksibel yang dapat digunakan sebagai saluran (duktus) atau

innerduct. Kedua varietas HDPE halus dan bergelombang yang tersedia. HDPE sering

digunakan dalam listrik, utilitas dan telekomunikasi untuk melindungi tanah kabel dan

garis dari dampak, lingkungan, cuaca, hewan pengerat, dan kondisi korosif lainnya.

Keuntungan pipa HDPE mudah menekuk sekitar hambatan seperti jalan raya atau sungai.

Hal ini memungkinkan instalasi trenchless garis bawah tanah dan memberikan

penghematan biaya yang signifikan. Pipa HDPE adalah fleksibel dan dapat membungkuk

untuk radius lentur minimum 30 kali diameter luar pipa itu. Sendi pipa HDPE bisa panas

menyatu bersama-sama untuk membentuk gabungan bebas kebocoran dan sangat kuat.

Gambar 2.29 Pipa HDPE

Sumber : www.pipa-HDPE.com

Selain syarat-syarat di atas, dalam pemilihan material saluran air buangan juga harus

memperhatikan faktor-faktor berikut ini:

Saluran harus tertutup;

Kedap air, sehingga kemungkinan terjadinya infiltrasi akan bisa diatasi;

Material saluran yang dipakai harus dapat mengalirkan air buangan dengan baik;

Memiliki kekuatan dan daya tekan yang tinggi;

II-30

http://www.jenis/

Tahan terhadap asam dan korosi;

Kekasaran pipa, yang akan mempengaruhi aliran dalam saluran;

Kemudahan dalam konstruksi, mudah didapat di pasaran;

Tanah tempat penanaman pipa.

Material-material saluran yang disebut diatas mempunyai kekurangan dan kelebihan

tersendiri. Hal ini harus diperhatikan dalam pemilihan material saluran sehingga bisa

disesuaikan dengan situasi dan kondisi dimana saluran akan dibangun.

2.4.7 Pola Jaringan Saluran

Pola-pola jaringan sistem penyaluran air buangan itu adalah (Metcalf & Eddy, 1979):

1. Pola interceptor, digunakan untuk sistem terpisah dan tercampur dan umumnya digunakan

karena faktor curah hujan yang besar;

Gambar 2.31 Pola Interseptor

Sumber Metcalf & Eddy, 1979

2. Pola zona, digunakan untuk sistem tercampur dan diterapkan pada daerah pelayanan yang

terbagi-bagi oleh adanya sungai, dimana pipa penyebarangan/perlintasannya mahal ;

Gambar 2.32 Pola Zona


3. Pola fan, digunakan untuk sistem terpisah dan pada daerah pelayanan yang terletak pada

suatu lembah;

Gambar 2.33 Pola Fan

II-31


4. Pola radial, digunakan untuk sistem tercampur dan terpisah dengan pola jaringan

pengaliran dari tengah kota, menyebar ke segala arah memerlukan instalasi yang banyak,

dan cocok diterapkan pada daerah pelayanan yang berupa bukit.

Gambar 2.34 Pola Radial


Pola Perpendicular (Tegak Lurus)

Pola ini dapat diterapkan untuk sistem jaringan penyaluran air buangan pada sistem

terpisah maupun tercampur, namun pada pola ini banyak diperlukan Bangunan Pengolahan

Air Buangan (BPAB).

Gambar 2.35 Pola Perpendicular


Dalam penentuan pola jaringan yang akan dibuat pada suatu kota/wilayah/daerah

perencanaan, ada beberapa faktor yang perlu diperhatikan, yakni:

Tipe saluran air buangan;

Luas dan jalur jalan;

Topografi, hidrologi, dan geologi;

Batas kota/wilayah/daerah perencanaan;

Lokasi pengolahan dan pembuangan.

2.4.8 Kedalaman Pemasangan Saluran

Penentuan kedalaman pemasangan berdasarkan pada kebiasaan dan pengalaman. Kedalaman

pemasangan juga berbeda untuk masing-masing jenis pipa penyaluran. Biasanya untuk pipa

II-32

persil 0,45 m, pipa servis 0,6 mm dan pipa lateral dan selanjutnya antara 1 s/d 1,2 m (Babbit,

1960).

2.4.8 Bangunan Pelengkap

Beberapa bangunan pelengkap dalam penyaluran air buangan (Babbit, 1960):

1. Manhole

Merupakan lubang pada jalur pipa yang berfungsi untuk mengontrol dan membersihkan

saluran. Manhole ditutup dan dilengkapi dengan ventilasi udara, ukurannya biasanya 80-100

cm. Manhole biasanya diletakkan pada:

Setiap perubahan diameter;

Setiap perubahan kemiringan saluran;

Setiap perubahan arah aliran (vertikal, horizontal > 22,5o);

Setiap pertemuan aliran/percabangan saluran.

Diameter manhole harus cukup untuk memasukkan pekerja dan peralatannya. Diameter juga

bervariasi ditiap kedalamannya. Data lebih lanjut dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2 Diameter Manhole Pada Tiap Kedalaman Pipa

No Kedalaman (m)

Diameter Minimum (mm)

1 <0,8 0,82 0,8-2,1 13 >2,1 1,5

Sumber: Metcalf & Eddy, 1991

Kriteria manhole:

Dinding dan pondasi kedap air;

Harus tahan terhadap gaya luar;

Luas manhole harus cukup dimasuki operator;

Badan manhole dapat berupa beton, pasangan batu kali dan beton bertulang;

Bagian atap (tutup) harus fleksibel, mudah diperbaiki, kuat menahan gaya di atasnya,

mudah didapat di pasaran dan berfungsi sebagai vent.

Semakin besar diameter pipa maka jarak antar manhole nya juga semakin besar dan

sebaliknya, seperti yang terlihat pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3 Jarak Manhole Pada Jalur Lurus

Diameter (mm) Jarak Manhole100 – 500 50 – 100

500 – 1000 100 – 1251000 – 2000 125 – 150

> 2000 150 – 200Sumber : Metcalf & Eddy, 1991

II-33

2. Drop Manhole

Ada beberapa kriteria pemasangan drop manhole dalam sistem penyaluran air buangan,

yaitu:

Digunakan jika elevasi muka air riol penerima lebih rendah dan mempunyai beda

tinggi ≥ 0,45 m terhadap riol;

Riol pemasukan dibuat di luar manhole dengan sambungan Y atau T;

Digunakan untuk mencegah terjunan bebas air yang dapat merusak dasar manhole &

mengganggu operator.

Mengurangi gas H2S yang lepas.

Drop manhole digunakan apabila saluran yang dating (biasanya lateral), memasuki

manhole pada titik dengan ketinggian lebih dari 2 ft (0,6 m) di atas saluran

selanjutnya;

Drop manhole dipasang pada pertemuan saluran yang ketinggiannya tidak sama

(berbeda elevasi > 45 cm);

Tujuan dari pemakaian drop manhole adalah untuk melindungi orang yang masuk dan

menghindari splashing atau ceburan air buangan yang dapat merusak saluran akibat

penggerusan dan pelepasan H2S. Drop manhole yang sering digunakan:

- Tipe Z (pipa drop 90o)

- TipeY (pipa drop 45o)

(A) (B)

Gambar 2.36 Manhole Riol Tipikal (A) dan Drop Manhole (B) Sumber: Masduki, 2000

3. Terminal Clean Out

Berfungsi sebagai tempat memasukkan alat pembersih ke saluran pipa untuk penggelontoran.

Biasanya ditempatkan pada ujung pipa lateral dan dekat dengan hidran kebakaran.

II-34

4. Siphon

Siphon diperlukan bila saluran melewati jalan, sungai, jalan kereta api. Perlu diperhatikan:

Kehilangan energi, perlu diberikan tekanan udara;

Kemudahan dalam pemasangan dan pemeliharaan.

Kriteria perencanaan:

Diameter minimal 15 cm;

Pipa harus terisi penuh, agar air tetap mengalir;

Kecepatan minimal 1 m/det, bila tidak maka perlu disuntikkan udara;

Tidak boleh terlalu tajam belokannya;

Perencanaanya harus mempertimbangkan Qmin, Qmax dan Qrata-rata;

Pada awal atau akhir siphon dibuat manhole.

Perhitungan kehilangan tekanan dalam siphon sangat penting dalam perencanaan siphon,

sehingga diketahui perbedaan ketinggian pada awal dan akhir siphon. Cara menghitung

kehilangan tekanan siphon:

H = v 2 ( 1+ a+ b+ L/D )...................................................................................................(2.40) 2ga = 1 - 1.............................................................................................................................(2.41)

b = 1,5 ( 0,01989 + 0,0005078/D )....................................................................................(2.42)

Dimana: H = Kehilangan tekanan sepanjang siphon (m)v = Kecepatan aliran dalam siphon (m/det)g = Gravitasi (m/det2)a = Koefisien kontraksi pada mulut dan belokan pipa b = Koefisien gaya gesek antara air dan pipaL = Panjang pipa (m)D = Diameter pipa (m)

Sedangkan untuk menentukan dimensi pipa siphon:

Q = A . v = 1/4 D2. v ....................................................................................................(2.43)

Dimana: Q = Debit air buangan (m/det)A = Luas penampang pipa (m2)D = Diameter pipa (m)

5. Ventilasi Udara

Bangunan ini berfungsi untuk:

a. Mengeluarkan gas yang berbau;

b. Memasukkan udara segar ke saluran;

c. Mencegah timbulnya gas H2S sebagai proses dekomposisi zat organik dalam saluran;

d. Mengatur tekanan udara.

II-35

Ventilasi udara diperlukan jika perjalanan air buangan membutuhkan waktu > 18 jam ke

BPAB. Jarak ventilasi untuk aliran ideal/lancar:

X = v . t..............................................................................................................................(2.44)

Dimana: X = jarak ventilasi (m)v = kecepatan aliran (m/det)t = waktu tempuh (det)

6. Bangunan Penggelontor ( Flush tank)

Bangunan ini berfungsi untuk:

a. Mencegah pengendapan;

b. Mencegah pembusukan;

c. Menjamin tinggi berenang (dB) air buangan.

Faktor-faktor yang harus diperhatikan untuk air penggelontor:

a. Air harus bersih, tidak banyak mengandung lumpur, tidak bersifat asam dan basa,

tidak asin sehingga tidak menyebabkan korosi;

b. Air penggelontor tidak boleh menambah kotor saluran.

Penggelontoran dilakukan pada:

a. Pipa-pipa utama; pipa cabang, pipa induk dan pipa lateral, disebabkan kecilnya

kemiringan saluran sehingga mudah terjadi pengendapan;

b. Pipa-pipa daerah pelayanan kecil;

c. Awal manhole, permulaan pipa.

Banyaknya air yang dibutuhkan untuk penggelontoran tergantung pada:

a. Diameter saluran;

b. Kemiringan dan panjang pipa;

c. Kedalaman minimum (dmin);

d. Kedalaman berenang (dB).

Biasanya jumlah air penggelontoran 4 m3, kecepatan penggelontoran diatur sedemikian rupa

agar tidak terjadi water hammer. Ada dua sistem penggelontoran yang digunakan, yaitu:

1. Sistem kontinu

Sistem penggelontoran secara terus menerus dengan debit konstan.

Keuntungan sistem ini:

a. Tinggi berenang selalu tercapai dan kecepatan aliran dapat diatur;

b. Hanya butuh beberapa bangunan penggelontoran, pada awal pipa;

c. Terjadi pengenceran, sehingga beban pengolahan berkurang;

d. Kemungkinan aliran tersumbat kecil;

e. Pengoperasian mudah.

II-36

Kerugian sistem ini:

a. Diameter pipa yang dibutuhkan besar;

b. Penambahan beban hidrolis;

c. Tidak ekonomis, jika airnya dari PDAM (Perusahaan Daerah Air Minum).

2. Sistem Berkala

Sistem penggelontoran yang hanya dilakukan saat debit air buangan mencapai debit

minimum (Qmin).

Keuntungan sistem ini:

a. Dapat diatur sesuai kebutuhan pada saat Qmin;

b. Qpenggelontor sesuai kebutuhan;

c. Dimensi pipa kecil;

d. Tidak menambah beban hidrolis.

Kerugian sistem ini:

a. Penyumbatan besar;

b. Estetika saluran kurang terjamin;

c. Butuh unit bangunan penggelontor sepanjang pipa sesuai kebutuhan;

d. Pengoperasian butuh tenaga ahli.

Rumus penggelontoran:

...........................................................................................(2.45)

.......................................................................................................(2.46)

............................................................................(2.47)

Dimana: Vg = Volume air penggelontor (liter)Qg = Debit penggelontor (l/det)Vw = Kecepatan air gelontor (m/det)L = Panjang pipa yang digelontor (m)Ag = Luas penampang basah saat dg (m2)Amin = Luas penampang basah saat dmin (m2)Vmin = Kecepatan air saat Qmin (m/det) Dg = Kedalaman titik berat penampang air penggelontor = 2/5 dg dmin = Kedalaman titik berat penampang pada Qmin = 2/5 dmin

Persyaratan gelontor adalah apabila dmin dari air buangan pada pipa saluran (dmin) < tinggi

berenangnya (dB) dimana dB = dg, berkisar antara 5-10 cm.

II-37

Air yang digunakan untuk menggelontor dapat berasal dari:

1. Air Tanah

Air ini cukup bersih, tapi dalam pemanfaatannya kita butuh tenaga untuk menaikkannya,

dan butuh biaya konstruksi dan pemeliharaan;

2. Air Hujan

Air ini berasal dari sistem drainase kota dengan membuat Connection between the Sewer

and Drainage system (CSD). Sistem ini akan mengurangi tenaga manusia, murah, airnya

bersih karena menggunakan saringan. Penggunaan air ini sangat tergantung besar dan

lamanya curah hujan dan butuh pemeliharaan terhadap saringannya;

3. Air Hidran

Keuntungan menggunakan air ini, airnya bersih, tidak mengandung pasir dan padatan.

Namun biayanya besar dan kita butuh tenaga ahli untuk operasi dan pemeliharaannya;

4. Air Sungai

Keuntungan penggunaan air ini: biayanya kecil, dan kuantitasnya besar. Tapi air sungai

banyak mengandung zat padat terlarut, dan debitnya tergantung pada musim.

7. Pompa dan Rumah Pompa

Fungsi pompa dalam penyaluran air:

a. Mengangkat air dari tempat yang rendah ke yang lebih tinggi;

b. Memindahkan air buangan dari suatu zona ke zona lain;

c. Menghindari galian yang lebih dalam.

Rumah pompa dilengkapi dengan sumur pengumpul (wetwell) dengan waktu detensi 10-30

menit. Pompa yang biasa digunakan adalah pompa centrifugal non clogging yang terbagi

atas:

Axial flow

Digunakan untuk air hujan. Karakteristik pompa ini: mahal, tekanan < 9 meter dan Ns =

8000-16000 rpm

Mixed flow

Digunakan untuk air hujan dan juga air buangan. Pompa ini memiliki Ns = 4200-9000

rpm dan paling murah

Radial flow

Digunakan untuk air buangan, dan banyak yang menggunakannya karena jarak antara

impellernya jauh, sehingga memperkecil penyumbatan. Ns = 4200-6000 rpm dan harganya

sedang.

II-38

Ns adalah spesific speed yang menunjukkan efisiensi dari pompa.

Cara menentukannya:

Ns = ................................................................................................................. (2.48)

Dimana: Ns = spesific speedN = jumlah putaran H = head pompa

Yang harus diperhatikan dalam perencanaan pompa:

- Pompa yang direncanakan pada aliran puncak;

- Head pompa dan jumlah pompa minimal 2 buah;

- Pompa diatur otomatis sehingga pada saat waktu detensi tertentu pompa bekerja.

8. Belokan

Yang perlu diperhatikan dalam perencanaan belokan:

a. Pada belokan tidak boleh ada perubahan penampang melintang saluran;

b. Dinding bagian dalam dibuat selicin mungkin;

c. Bentuk harus seragam, baik radius atau kemiringannya;

d. Diatasnya harus ada manhole;

e. Radius lengkung pendek harus dihindari untuk mengurangi kehilangan tinggi tekan.

9. Transition & Junction

Junction adalah pertemuan beberapa saluran pada satu titik. Sedangkan transition adalah

perubahan dimensi saluran. Hal-hal yang harus diperhatikan:

a. Dinding bagian dalam selicin mungkin;

b. Kecepatan aliran setiap saluran diusahakan seragam;

c. Perubahan aliran pada junction tidak boleh terlalu tajam, seperti saluran cabang

dengan saluran induk, minimal 450.

10. Sambungan Rumah

Faktor-faktor yang harus dipertimbangkan:

a. Air buangan tidak boleh mengganggu kelancaran saluran utama;

b. Jika air buangan dari sambungan rumah masuk horizontal ke saluran utama

diusahakan sudut pertemuan maksimum 450;

c. Jika air buangan dari sambungan rumah masuk vertikal, air buangan tidak boleh

mengalir melalui dinding saluran untuk menghindari kerak;

d. Diameter pipa 100-150 mm, dengan kemiringan 2%, kalau terpaksa bisa 1%;

e. Setiap sambungan rumah harus punya minimal 1 bak kontrol untuk penggelontoran

dan membersihkan saluran.

II-39

Sumber : http://www.rekompakjrf.org/download/Pedoman%20Desain%20MCK%2826-4-10%29.pdf

II-40

Bab II Dilla

Documents