PBPAM FajriHarish+pembatas

Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum

Tugas Laporan Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum

Fajri HarishL2J009008


BAB IV

ANALISIS KUALITAS AIR BAKU

4.1 SUMBER AIR BAKU

Kapasitas air baku yang akan diambil adalah sebesar 950 liter/detik. Untuk menentukan apakah

suatu badan air sesuai untuk dijadikan sumber air baku, perlu dilakukan analisis terhadap kualitas,

kuantitas dan kontinuitasnya.

Peraturan tentang kualitas air minum yang digunakan untuk menganilisis air baku pada sungai

dengan kekeruhan sedang sampai tinggi dilakukan dengan membandingkan data dengan :

- PP No 82 tahun 2001 tentang pengelolaan kualitas air dan pengendalian pencemaran air untuk

Kelas I yaitu untuk parameter kualitas air baku dan air minum.

- Peraturan Menkes RI No 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan air minum

- Tujuan dari perbandingan tersebut adalah untuk melihat dan menentukan :

- Parameter-parameter yang perlu dipertimbangkan dari data kualitas air baku

- Tingkat penurunan dari parameter-parameter tersebut

Tujuan analisa kualitas air baku diatas selanjutnya digunakan untuk menentukan desain

pengolahan yang akan digunakan dan dimensi dari pengolahan tersebut.

4.2 KUALITAS AIR BAKU

Dalam merencanakan suatu instalasi bangunan pengolahan air minum dibutuhkan data

karakteristik air baku yang akan diolah menjadi air produksi, sehingga dapat ditentukan parameter-

parameter yang harus direduksi agar memenuhi baku mutu air minum dan aman untuk dikonsumsi

masyarakat

Tabel 4.0 Perbandingan antara Parameter dan Standar-standar dalam Regulasi yang Ada



No

Parameter Satuan Kualitas Air Baku

PP no 82/2001

Kepmenkes no 492/2010

Keterangan

1 TSS mg/L 675 50 5 TMP

2 BOD mg/L 78 2 - TMP

3 COD mg/L 67 10 - TMP

5 Cl 2 0,95 1 0,25 MP

6 Mn 0,5 1 0,4 MP

Keterangan: *MP = Memerlukan Pengolahan

*TMP = Tidak Memerlukan Pengolahan

Tabel 4.1 Data Kualitas Air Baku

Parameter KonsentrasiStandar

(PP 82 th 2001)Kategori

Kebutuhan Penyisihan

(η)

TSS

BOD

COD

Cl2

Mn

675 mg/L

78 mg/L

67 mg/L

0,95 mg/L

0,5 mg/L

50 mg/L

2 mg/L

10 mg/L

1 mg /L

1 mg/L

melebihi standar

melebihi standar

melebihi standar

sesuai standar

sesuai standar

(613-50)/613 = 91,84%

(94-2)/94 = 97,87 %

(84-10)/84 = 88,09 %

-

Analisa penentuan alternatif unit operasi dan proses tersebut dipengaruhi oleh aspek teknis dan efisiensi

bangunan pengolahan air minum yang dibuat.

Tabel 4.2 Efisiensi Pengolahan Air Minum

Unit Pengolahan Efisiensi Removal

TSS BOD COD



Bar Screen 5 – 20 % - -

Prasedimentasi 40 – 75 % 25 – 40 % -

Aerasi - 65 – 75 % 65 – 75 %

Koagulasi-Flokulasi > 50 60 – 70 % 60 – 70 %

Sedimentasi 40 – 75 % 10 – 30 % 10 – 30 %

Filtrasi > 50 % 25 – 50 % 25 – 50 %

Klorinasi > 50 % - -

Sludge Treatment - - -

Sumber : Degreemont, 1991dan Metcalf Eddy, 2004

Tabel 4.3 Perbandingan Alternatif Unit Pengolahan Air Minum

Alternatif 1 Alternatif 2 Alternatif 3

Prasedimentasi Aerasi Pra sedimentasi Aerasi

Koagulasi Koagulasi Koagulasi

Flokulasi Flokulasi Flokulasi

Sedimentasi Sedimentasi Sedimentasi

Filtrasi Filtrasi Filtrasi

Desinfeksi Desinfeksi Desinfeksi

Reservoir Reservoir Reservoir



Tabel 4.4 Persentase Penyisihan Berdasarkan Standar Baku Mutu dan Kualitas Air Baku

Parameter Kualitas Air Baku Baku Mutu % Penyisihan

TSS 675 50 (675-50)/675 = 92,59%

BOD 78 2 (78-2)/ 78= 97,43%

COD 67 10 (67-10)/67 = 85,07%

4.3. PERHITUNGAN EFISIENSI REMOVAL

Tabel 4.5 Perhitungan Efisiensi Removal pada Alternatif 1

Unit Pengolahan

Perhitungan Efisiensi Removal

Bar Screen TSSKonsentrasi TSS 675 mg/L x 20% = 135 mg/L

TSS tersisa = 675 mg/L – 135 mg/L = 540 mg/L

prasedimentasi TSSKonsentrasi TSS 540 mg/L x 75% = 405 mg/L


BODKonsentrasi BOD 78 mg/L x 40 % = 31,2 mg/L

BOD tersisa 78 mg/L – 31,2 mg/L = 46,8 mg/LKoagulasi-Flokulasi

TSSKonsentrasi TSS 135 mg/L x 80 % = 108 mg/L


BODKonsentrasi BOD 46,8 mg/L x 70 % = 32,76 mg/L

BOD tersisa 46,8 mg/L – 32,76 mg/L = 14,02 mg/L



CODKonsentrasi COD 67 mg/L x 70% = 46,9 mg/L

COD tersisa = 67 mg/L – 46,9 mg/L = 20,1 mg/L

Sedimentasi TSSKonsentrasi TSS 27 mg/L x 70% = 18,9 mg/L

TSS tersisa =27 mg/L – 18,9 mg/L = 8,1 mg/L



CODKonsentrasi COD 20,1 mg/L x 30% = 6,03 mg/L

COD tersisa = 20,1 mg/L – 6,03 mg/L = 14,07 mg/L

Filtrasi TSSKonsentrasi TSS 8,1 mg/L x 70% = 2,43 mg/L

TSS tersisa = 8,1 mg/L – 2,43 mg/L = 5,67 mg/L





Desinfeksi TSSKonsentrasi TSS 2,43 mg/L x 50% = 1,215 mg/L


Reservoir Kandungan TSS dalam air yang telah diolah:

TSS = 1,215 mg/LBOD = 4,997 mg/LCOD = 7,035 mg/L




Unit Pengolahan Perhitungan Efisiensi Removal



Aerasi BODKonsentrasi BOD 78 mg/L x 75% = 58,5 mg/L

BOD tersisa = 78 mg/L – 58,5 mg/L = 19,5 mg/L



Koagulasi-Flokulasi

TSSKonsentrasi TSS 540 mg/L x 80% = 432 mg/L


BODKonsentrasi BOD 19,5 mg/L x 70% = 13,65 mg/L

BOD tersisa = 19,5 mg/L – 13,65 mg/L = 5,85 mg/L

CODKonsentrasi COD 16,75 mg/L x 70% =11,725 mg/L


Sedimentasi TSSKonsentrasi TSS 108 mg/L x 70% = 75,6 mg/L

TSS tersisa = 108 mg/L – 75,6 mg/L = 32,4 mg/L



COD



Konsentrasi COD 6,3 mg/L x 30% = 1,89 mg/L

COD tersisa = 6,3 mg/L – 1,89 mg/L = 4,41mg/L




BOD tersisa =4,095 mg/L – 2,0475 mg/L = 2,0475 mg/L

CODKonsentrasi COD 4,41 mg/L x 50% = 2,205mg/L



TSS tersisa = 9,72 mg/L – 7,776 mg/L =1,944 mg/L


TSS = 1,944 mg/LBOD = 2,0475 mg/LCOD = 2,205 mg/L




Unit Pengolahan

Perhitungan Efisiensi Removal



prasedimentasi TSSKonsentrasi TSS 540 mg/L x 75% = 405 mg/L


BODKonsentrasi BOD 78 mg/L x 40 % = 31,2 mg/L

BOD tersisa 78 mg/L – 31,2 mg/L = 46,8 mg/L

Aerasi BODKonsentrasi BOD 46,8 mg/L x 75% = 35,1 mg/L




Koagulasi-Flokulasi

TSSKonsentrasi TSS 135 mg/L x 80 % = 108 mg/L






Sedimentasi TSS



Konsentrasi TSS 27 mg/L x 70% = 18,9 mg/L

TSS tersisa =27 mg/L – 18,9 mg/L = 8,1 mg/L







BOD Konsentrasi BOD 2,457 mg/L x 50% = 1,2285 mg/L







TSS = 1, 215 mg/LBOD = 1,2285 mg/LCOD = 1,7585 mg/L

ALTERNATIF UNIT PENGOLAHAN BPAM


AIR BAKU

INTAKE

BAR SCREEN

PRASEDIMENTASI

KOAGULASI PEMBUBUHAN TAWAS

(Al2(SO4)3.18H20)

FLOKULASI

SEDIMENTASI

FILTRASI

DESINFEKSITANGKI PEMBUBUH KLOR

RESERVOIR


Berdasarkan hasil pengolahan dan analisis data yang memuat karakteristik air baku, maka alternatif

pengolahan yang akan direncanakan adalah :

Alternatif 1

Gambar 4.1 Bagan Alir Alternatif Pengolahan 1

Alternatif 1 lebih ditekankan untuk menurunkan kekeruhan yang terjadi karena adanya kandungan

zat organik, sehingga unit utama yang dipakai adalah prasedimentasi, koagulasi-flokulasi, sedimentasi,

dan filtrasi. Pada alternatif ini ada beberapa unit utama yang digunakan yaitu koagulasi, flokulasi, dan

sedimentasi yang berguna untuk menurunkan tingkat kekeruhan pada air baku yang tinggi.

Keuntungan dalam menggunakan alternatif ini antara lain adalah terjadinya proses penurunan

tingkat kekeruhan yang sangat baik karena proses koagulasi dengan penambahan koagulan ini akan



membantu dalam penurunan kekeruhan. Dengan alternatif ini kinerja masing-masing unit tidak terlampau

berat, karena proses penurunan parameter dilakukan bertahap dibeberapa unit.

Pada alternatif ini proses air baku yang berasal dari sungai masuk menuju ke intake yang dilengkapi

dengan screening dan grit chamber yang tujuannya untuk menghilangkan sampah-sampah yang

berdiameter besar dan juga pasir yang dapat merusak unit pengolahan berikutnya.

Setelah itu air menuju ke unit prasedimentasi dengan tujuan untuk menghilangkan kekeruhan 60 %

dengan cara pengendapan secara gravitasi, kemudian masuk ke unit koagulasi-flokulasi untuk

menyisihkan kekeruhan, BOD, COD dan zat organik yang masing-masing parameter memiliki efisiensi

removal kekeruhan 70%, BOD 60% dan COD 70%. Dalam koagulasi ini terjadi destabilisasi koloid

sehingga membentuk mikroflok. Dari unit koagulasi air menuju ke unit flokulasi yang bertujuan sama

seperti dengan unit koagulasi yaitu menyisihkan warna, kekeruhan, COD, BOD dan zat organik dengan

efisiensi removal yang sama. Flokulasi merupakan cara merubah mikroflok menjadi makroflok-

makroflok melalui pengadukan. Lalu masuk ke unit sedimentasi yang berfungsi untuk menyisihkan warna

dengan metode yang dilakukan adalah dengan pengendapan secara gravitasi dengan efisiensi removal

kekeruhan 60%, BOD 30% dan COD 30%.

Setelah melewati unit sedimentasi barulah menuju ke unit filtrasi untuk menyisihkan warna,

kekeruhan, COD, BOD dan zat organik dengan efisiensi removal kekeruhan 60%, BOD 40% dan COD

50%. Penyaringan ini dilakukan untuk menyaring flok-flok yang belum disisihkan. Penyaringan

dilakukan dengan menggunakan saringan pasir cepat. Air baku tersebut kemudian menuju ke desinfeksi

untuk mengurangi kadar kekeruhan dengan efiensi penyisihan sebesar 55%. Zat yang digunakan dalam

desinfeksi adalah klor, karena lebih kuat dalam menyingkirkan mikroorganisme dibandingkan zat lain.

Barulah air di netralisasi dengan pembubuhan kapur bila pH nya belum netral atau normal yaitu sekitar 7-

9 setelah itu ditampung dalam reservoir untuk didistribusikan kepada pelanggan

Alternatif 2


AIR BAKU

INTAKE

BAR SCREEN

AERASI

PEMBUBUHAN TAWAS(Al2(SO4)3.18H20) KOAGULASI

FLOKULASI

SEDIMENTASI

FILTRASI

TANGKI PEMBUBUH KLOR DESINFEKSI

RESERVOIR



Dalam alternatif ini yang membedakan dengan alternatif 1 adalah adanya proses aerasi pada proses

pretreatment, sedangkan unit-unit yang lain sama. Pada alternatif ini air baku yang berasal dari sungai

masuk menuju ke intake kemudian melewati screening dan grit chamber yang tujuannya untuk

menghilangkan sampah-sampah yang berdiameter besar dan juga pasir yang dapat merusak unit

pengolahan berikutnya. Setelah itu air menuju ke unit aerasi yang berfungsi untuk menyisihkan besi

dengan kemampuan menyisihkan kadar BOD sebesar 65 % dan COD sebesar 70%. Adanya penambahan

O2 pada besi Fe+2 sehingga teroksidasi menjadi ion komplek baru dengan valensi yang lebih tinggi.

Dari aerasi, air kemudian masuk ke unit koagulasi, flokulasi, sedimentasi, filtrasi dan desinfeksi

seperti pada alternative pertama dengan proses dan efisiensi removal yang sama.



Kelebihan alternatif ini adalah air yang dihasilkan cukup baik mengingat pengolahannya yang

lengkap yaitu dengan penambahan proses aerasi dalam pengolahan air dapat mengurangi kadar BOD dan

COD dibawah baku mutu yaitu kisaran kandungan BOD sebesar 0,5 mg/l dan COD 1 mg/l , selain itu

untuk kekeruhan telah memenuhi standar . Selain itu juga kerja dari masing-masing unit tidak terlampau

berat, sehingga memperkecil nilai kerusakan operasi dan pemeliharaannya. Kekurangan alternatif ini

karena merupakan unit instalasi BPAM yang kompleks sehingga memebutuhkan biaya yang mahal dan

lahan yang harus memadai untuk proses pembangunannya.


KOAGULASI

FLOKULASI

SEDIMENTASI

PRASEDIMENTASI

AERASI

PEMBUBUHAN TAWAS(Al2(SO4)3.18H20)

BAR SCREEN

DESINFEKSI

RESERVOIR

FILTRASI

TANGKI PEMBUBUH KLOR


Alternative 3


Dalam alternatif ini yang membedakan dengan alternatif 1 dan 2 adalah adanya proses

prasedimentasi dan aerasi pada proses pretreatment.

Pada alternatif ini proses air baku yang berasal dari sungai masuk menuju ke intake kemudian di

screening dan grit chamber tujuannya untuk menghilangkan sampah-sampah yang berdiameter besar dan

juga pasir yang dapat merusak unit pengolahan berikutnya. Setelah itu air menuju ke unit prasedimentasi

dengan tujuan untuk menghilangkan kekeruhan 60 % dengan cara pengendapan secara gravitasi,


AIR BAKU

INTAKE


kemudian masuk ke unit koagulasi-flokulasi untuk menyisihkan kekeruhan, BOD, COD dan zat organik

yang masing-masing parameter memiliki efisiensi removal kekeruhan 70%, BOD 60% dan COD 70%.

Setelah itu air menuju ke unit aerasi yang berfungsi untuk menyisihkan besi dengan kemampuan

menyisihkan kadar BOD sebesar 65 % dan COD sebesar 70%. Adanya penambahan O2 pada besi Fe+2

sehingga teroksidasi menjadi ion komplek baru dengan valensi yang lebih tinggi.

Kelebihan alternatif ini adalah air yang dihasilkan cukup baik mengingat pengolahannya yang

lengkap yaitu dengan penambahan proses prasedimentasi dan aerasi. Selain itu juga kerja dari masing-

masing unit tidak terlampau berat, sehingga memperkecil nilai kerusakan operasi dan pemeliharaannya.

Kekurangan alternatif ini karena merupakan unit instalasi BPAM yang kompleks sehingga

memebutuhkan biaya yang mahal dan lahan yang haurs memadai untuk proses pembangunannya. Selain

itu kadar BOD dan COD masih melebihi baku mutu standar air minum dalam perhitungan efisiensi

removal.

4.4 PEMILIHAN ALTERNATIF PENGOLAHAN

Kualitas air sumber dan air akhir menjadi dasar pemilihan dari alternatif proses pengolahan. Semua

pertimbangan dibawah ini mempengaruhi pemilihan skema proses pengolahan dan desain fasilitas :

Biaya efektif sistem, bak dalam terminologi model maupun biaya operasi dan pemeliharaan (O &

P)mencakup keperluan non lokasi (contohnya pipa dan fasilitas penyimpanan

1. Reabilitas sistem secara keseluruhan

2. Fleksibilitas dan kesederhanaan sistem

3. Kemampuan untuk memenuhi tinjauan kualitas air minum

4. Kemampuan adaptif proses, baik perubahan bersifat musiman atau jangka panjang pada kualitas

air baku

5. Kapasitas proses untuk ditingkatkan kemampuannya dimana kualitas air dan atau peraturan air

minum diubah

6. Kapabilitas proses untuk memenuhi puncak hidrolis penyimpangan kualitas (kapasitas baik)

7. Ketersediaan personel operasional dan pemeliharaan yang berkualitas

8. Ketersediaaan item perlengkapan utama

9. Servis setelah instalasi dan pengiriman bahan kimia

10. Kemudahan pelaksanaan



Berdasarkan penjelasan yang benar-benar matang yang paling baik digunakan adalah alternatif 3

karena secara teknis hasil yang diperoleh (kualitas air minum) sama dengan alternatif-alternatif lainnya,

yakni mampu menghilangkan kandungan kekeruhan, warna, dan juga dapat mengurangi kandungan TSS,

dengan waktu pengolahan yang lebih cepat dan jumlah unit pengolahan yang tidak begitu kompleks.

Dalam membangun suatu instalasi pengolahan air minum, kita tidak hanya memperhitungakn jangka

pendek tetap juga harus memperhitungkan jangka panjang. Jadi pembangunan instalasi pengolahan air

minum ini merupakan investasi untuk masa depan dari suatu daerah.

Oleh karena itu dibutuhkan perencanaan yang benar-benar matang mulai dari feasibilty study (studi

kelayakan), bench scale dan pilot study, preliminary engineering studies dan perancanaan desain

konstruksi yang meliputi desain awal, desain akhir, konstruksi dan pengoperasian awal instalasi (plant

start up). Dalam perencanaan juga harus dipertimbangkan segi ekonomi, sosial dan kualits air baku yang

akan diolah.






BAB V

ANALISIS DAN PERHITUNGAN

5.1 ANALISIS ALTERNATIF PENGOLAHAN

Dasar yang digunakan dalam perancangan IPA ini adalah hasil dari analisa yang

telah dilakukan sebelumnya. Dari analisa kebutuhan air minum dan kuantitas air baku,

diketahui besarnya debit dalam merencanakan bangunan pengolahan air minum yaitu 600

l/dt. Dari analisis air baku, parameter dalam air baku yang tidak sesuai dengan baku mutu

pengolahan air minum adalah TSS, BOD, dan COD.

Untuk mengolah air baku dengan parameter-parameter tersebut dirancang suatu

instalasi pengolahan air yang terdiri dari unit-unit :

1. Intake (Bar Screen)

2. Aerasi

3. Koagulasi

4. Flokulasi

5. Sedimentasi

6. Filtrasi

7. Desinfeksi

Alternatif pengolahan yang digunakan adalah alternatif tiga karena :

Kelebihan – kelebihan yang didapat dari alternatif ini :

1. Adanya penghematan biaya produksi pada pengolahan zat organic dimana fungsi

penghilangan zat organic telah dilakukan pada proses koagulasi.

2. Keuntungan pada unit koagulasi dan flokulasi menggunakan peralatan mekanis

sehingga lahan yang dibutuhkan tidak terlalu banyak.

3. Air hasil pengolahan cukup baik

Kekurangan alternatif ini adalah :

1. Berkurangnya fungsi karbon aktif karena ikut mengendap saat proses koagulasi

akibat koagulan dan tersisihkan bersama zat organic.



2. Dibutuhkan peralatan mekanis dan daya listrik yang besar sehingga akan

menambah biaya pengolahan selain itu memerlukan operator untuk

menggerakkan peralatan mekanis.

5.2 PERHITUNGAN DESAIN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM

1. Intake

Intake merupakan bangunan yang digunakan untuk menyadap air dari sumber untuk keperluan pengolahan. Intake pada desain ini merupakan intake sungai. Bangunan intake dilengkapi dengan :

1. Bar screen

2. Saluran pembawa

3. Bak pengumpul yang dilengkapi dengan pompa

a) Perhitungan Screen

Direncanakan bar screen berfungsi menyisihkan benda-benda kasar yang

terapung sehingga tidak mengganggu kerja pompa dan operasi unit pengolahan

selanjutnya.

Asumsi-asumsi yang digunakan :

1. Ketinggian muka air bangunan sadap pada saluran pembawa sama dengan muka air sungai.

2. Elevasi muka air maksimum (HWL) = + 3,5 m (dpl)

3. Elevasi muka air minimum (LWL) = + 1,5 m (dpl)

4. Elevasi muka air rata-rata (AWL) = + 3 m (dpl)

5. Elevasi lokasi pengolahan air adalah = + 7 m (dpl)

6. Elevasi dasar sungai = + 0 m (dpl)

Perencanaan Bar Screening

Debit air baku = 0,6 m3/dt

Tinggi muka air di screen = 1,5m

Lebar kisi (w) = 10 mm = 0,01 m

Jarak kisi (b) = 50 mm = 0,05 m (Kriteria ≥ 25 mm; Metcalf & Eddy, 1981 hal

182)

Kemiringan kisi (θ) = 60° (Kriteria 30° - 80°; Metcalf & Eddy, 1981)

Kecepatan = < 0,6 m/s (Kawamura, 1991)

Tebal Bar Screen = 1,5 (1,25 – 2 ; Kawamura, 1991)



Koefisien batang screen (β)= 1,67

Bentuk kisi Faktor bentuk

Persegi panjang dengan sudut tajam

Persegi panjang dengan pembulatan di depan

Persegi panjang dengan pembulatan di depan dan belakang

Lingkaran

2.42

1.83

1.67

1.79

Perhitungan :

Jumlah kisi

Jika jarak antar kisi 3 cm maka kisi yang diperlukan :

n = Lb

– 1 = 2 m

0,05 m - 1 = 40 buah

Lebar saluran

L = (n+1) b + (n . w)

= (40+1) 0,03 + (40 . 0,01)

= 1,63 m

Lebar efektif lubang

Lef = (n+1) b

= (40+1)0,03

= 1,23 m

Tinggi efektif lubang

Tinggi efektif lubang jika kemiringan screen 60º

Hef = H / sin 60

= 1,5 m /sin 60º

= 1,73 m

Luas efektif

Aef = Lef x Hef

= 1,63 m x 1,73 m



= 2,82 m2

Kecepatan aliran saat melewati kisi

V= QAef

=0,6 m3/dt2, 82 m2

=0 , 21 m /dt

( memenuhi kriteria desain < 0,6 m/dtk )

Head velocity pada kisi

Hv=V 2

2 g= 0 , 212

2x 9 , 81=2,2 x 10−3 m

Headloss ( Kehilangan Tinggi ) saat melewati batang screen

H L=β sin 600( wb )

43 Hv

H L=β sin 600( wb )

43 V 2

2g=1 , 67 x0 ,87 ( 0 , 01

0 ,05 )43 x 4,1 x 10−3

= 0,697 x 10 -3 m

Tinggi muka air setelah melewati kisi = H - HL

= 1,5 – 0,697 x10-3 =1,499 m

b) Saluran Pembawa Air Baku

Kriteria desain ( Droste, Ronald R, 1997 ) :

Kecepatan aliran minimum (v) = 0,3 m/dt

Kecepatan aliran maksimum

- Beton = 3 m/dt

- PVC, Baja, Besi = 6 m/dt

Perencanaan ( Asumsi ) :

Faktor bentuk = 1,67

Debit air = 600 lt/dtk = 0,6 m3/dtk

Koefisien Manning Beton (n) = 0,015

Asumsi kecepatan sadap saluran intake = 0,3 m/dt

Kedalaman saluran = 1,5 m



Panjang saluran = 3 m

Tinggi muka air bangunan intake = tinggi muka air sungai = 3 m

Perhitungan :

1.Across=

QV=0,6m3/dt

0,3 m/dt=2m2

2. Lebar Saluran ( L ) = Across

H

= 2/ 1,5 = 1,3 m

3. Slope ditentukan dari persamaan Manning

S = HL

= (v xn

R23 )

2

Keterangan : S = Slope

H = Panjang saluran (m)

R = Jari-jari hidrolis (m)

Jari-jari hidrolis (R) =

H×LL+2 H

=

3×1,31,3+(1,8×3 )

= 0, 58 m = 0,6m

S = (1,3x 0,015 / (0,6)2/3)2

= 7,5. 10-4

4. v=1n

R2 /3 s1/2

= 1

0,0150,62/3(7,5 .10−4)1/2

= 1,29 m/s (memenuhi kriteria v – 0,3 m/s - 3m/s)

c) Bak Pengumpul

Bak pengumpul berfungsi untuk menampung air dari intake untuk diproses oleh

unit pengolahan berikutnya. Bak pengumpul dilengkapi dengan pompa intake dan

pengukur debit.



Kriteria desain :

Kedalaman (H) = 3-5 m

Waktu detensi (td) = ≥ 1,5 menit

(Ishibhasi;1978)

Perencanaan :

Bentuk bak persegi panjang dengan perbandingan P : L = 2 : 1

Waktu detensi, td =1,5 menit = 90 detik

Kedalaman bak , h = 3 m

Perhitungan :

1. Volume bak ( V )

V = Q x td = 0,6 m3/dtk x 90 dtk = 54 m3

2. Luas permukaan bak ( A )

A = V/ h = 54 m3/ 3 m = 18 m2

3. Dimensi bak

A = P x L = 2L2

Maka, lebar bak, L=√ A

2=√18

2=3 m

Panjang bak, P = 2L = 2 x 3m = 6 m

Free board =15 % dari kedalaman = 15 % x 3 m = 0,45 m

Jadi P = 6 m

L = 3 m

H = 3 m

Freeboard = 0,45 m

d) Perhitungan Pompa

Untuk menaikkan air baku ke instalasi pengolahan air minum maka dibutuhkan

pompa.

1. Perencanaan

Koefisien kekasaran untuk PVC = 130



Digunakan 4 pompa dan 1 pompa cadangan, dimana Q tiap pompa = 120 lt/dtk = 0,12

m3/dtk.

Kecepatan air dalam pipa untuk air baku (0,6 - 2) m/dt, diambil 1 m/dt

Beda tinggi dari Pompa-Bak Pengumpul =5 m

Panjang pipa (L) = 3 m

Efisiensi 75 % (Kriteria efisiensi pompa 40 – 90 % dalam Sularso, 2000)

2. Diameter pipa inlet (hisap) atau outlet pada pompa

Q = V.A

Q = V . (1/4 D2)

V = 1 m/dtk (direncanakan)

D=√ 4QπV

=√ 4 x 0 , 123 , 14 x1

=0,4 m = 40 cm

Maka pipa = 40 cm pipa inlet atau outlet pada pompa

3. Kehilangan Tekanan

Hmayor=Q1 . 85

0 .2785xCxD2 . 63xL

= 0 ,121 . 85

0 , 2785 x130 x0 , 402. 63x 3 m

= 0,018 m

Hminor = k x (v2/2g)

= 0,3 x (12/2 x 9,81) = 0,0015 m

Hf = Hmayor + Hminor = 0,018 + 0,0015 = 0,0195 m

4. Hs = beda tinggi dari pompa-bak pengumpul

= 5 m



Tabel 5.1 Tekanan Atmosferik Dan Barometrik Air Menurut Ketinggian

Ketinggian TekananBarometrik

TekananAtmosferik

TitikDidih

Kaki (Feet) Meter Inch Hg mm Hg Psia Feet Water Air-1000 -304.8 31.0 788 15.2 35.2 213.8-500 -152.4 30.5 775 15.0 34.6 212.9

0 0.0 29.9 760 14.7 33.9 212.0500 152.4 29.4 747 14.4 33.3 211.11000 304.8 28.9 734 14.2 32.8 210.21500 457.2 28.3 719 13.9 32.1 209.32000 609.6 27.8 706 13.7 31.5 208.42500 762.0 27.3 694 13.4 31.0 207.43000 914.4 26.8 681 13.2 30.4 206.53500 1066.8 26.3 668 12.9 29.8 205.64000 1219.2 25.8 655 12.7 29.2 204.74500 1371.6 25.4 645 12.4 28.8 203.85000 1524.0 24.9 633 12.2 28.2 202.95500 1676.4 24.4 620 12.0 27.6 201.96000 1828.8 24.0 610 11.8 27.2 201.06500 1981.2 23.5 597 11.5 26.7 200.17000 2133.6 23.1 587 11.3 26.2 199.27500 2286.0 22.7 577 11.1 25.7 198.38000 2438.4 22.2 564 10.9 25.2 197.48500 2590.8 21.8 554 10.7 24.7 196.59000 2743.2 21.4 544 10.5 24.3 195.59500 2895.6 21.0 533 10.3 23.8 194.610000 3048.0 20.6 523 10.1 23.4 193.7

15000 4572.0 16.9 429 8.3 19.2 184.0

Sumber :http://mikhamarthen.wordpress.com/2011/01/18/cara-menghitung-net-positive-suction-head-npsh-pompa/



Tabel 5.2 Tekanan Uap AirTemperatur Specific

GrafityKepadatan Tekanan

Uap AirTekanan Uap Air

°F °C 60°F (Psi) (Feet Abs.)

32 0 1.002 62.42 0.0885 0.204

40 4.4 1.001 62.42 0.1217 0.281

45 7.2 1.001 62.40 0.1475 0.340

50 10.0 1.001 62.38 0.1781 0.411

55 12.8 1.000 62.36 0.2141 0.494

60 15.6 1.000 62.34 0.2563 0.591

65 18.3 0.999 62.31 0.3056 0.706

70 21.1 0.999 62.27 0.6331 0.839

75 23.9 0.998 62.24 0.4298 0.994

80 26.7 0.998 62.19 0.5069 1.172

85 29.4 0.997 62.16 0.5959 1.379

90 32.2 0.996 62.11 0.6982 1.617

95 35.0 0.995 62.06 0.8153 1.890

100 37.8 0.994 62.00 0.9492 2.203

110 43.3 0.992 61.84 1.2750 2.965

120 48.9 0.990 61.73 1.6920 3.943

130 54.4 0.987 61.54 2.2230 5.196

140 60.0 0.985 61.39 2.8890 6.766

150 65.6 0.982 61.20 3.7180 8.735

160 71.1 0.979 61.01 4.7410 11.172

170 76.7 0.975 60.79 5.9920 14.178

180 82.2 0.972 60.57 7.5100 17.825

190 87.8 0.968 60.35 9.3390 22.257

200 93.3 0.964 60.13 11.5260 27.584

212 100.0 0.959 59.81 14.6960 35.353

220 104.4 0.956 59.63 17.1860 41.343

240 115.6 0.984 59.10 24.9700 60.770

260 126.7 0.939 58.51 35.4300 87.050

280 137.8 0.929 58.00 49.2000 122.180



300 1148.9 0.919 57.31 67.0100 168.220

320 160.0 0.909 56.66 89.6600 227.550

340 171.1 8.898 55.96 118.0100 303.170

360 182.2 0.886 55.22 153.0400 398.490

380 193.3 0.874 54.47 195.7700 516.750

Sumber :http://mikhamarthen.wordpress.com/2011/01/18/cara-menghitung-net-positive-suction-head-npsh-pompa/

5. Hv pada 27oC dilihat pada tabel, dalam oF yaitu 80oF

Maka,

Hv = 1,172 ft x 0,3048 m = 0,357 m

6. Ha dengan elevasi pompa 0 m yang dilihat pada pompa, maka:

Ha = 33,9 ft x 0,3048 m = 10,333

7. Head pompa = Hf + Hs + Hv +Ha

= 0,0205 + 5 + 0,357 + 10,333 m

= 15,71 m

8. WHP =

Q . Hp . γ A

η

Keterangan : P = daya pompa (kg m/dtk)

Q = debit (m3/dt)

= efisiensi pompa, diasumsikan 75 %

= berat jenis air (pada suhu 27oC = 1017,1 kg/m3)

WHP=0 ,12 x 15 ,71 x1017 ,175

=25 ,56 kg m/dtk

Karena 1 Hp = 75 kg. m/dtk maka daya pompa = 25,56 / 75 = 0,3408 Hp.

Daya pompa = 0,3408 Hp = 254,14 watt

BHP = WHP/ = 254,14/0,75 = 338,85 watt



2. AERASI

Karakteristik masing-masing alat aerasi dapat dilihat pada tabel 5.1. Dengan

membandingkan keempat alat aerasi pada tabel tersebut ditambah dengan keterangan

sumber yang sama (Montgomery, 1985; hal 244), maka dipilih aerasi tipe Cascade Towers

untuk digunakan dalam perencanaan bangunan pengolahan air minum ini. Alasan

pemilihannya karena sistem tersebut dapat menyisihkan gas CO2, zat organik dan senyawa

ammonia. Ketiga parameter tesebut merupakan parameter yang perlu dipertimbangkan

untuk dilakukan pengolahan agar air baku dari sungai dalam dijadikan sebagai air minum.

Tabel 5.2 Karakteristik Alat Aerasi

Tipe

Rata-rata

Transfer O2

Tinggi Hidrolis yang Dibutuhkan

m (ft)

Waktu Kontak Udara

Waktu Detensi Hidrolik

Aplikasi

Spray

Cascade

Multiple-tray

Diffused air

-

-

-

0,5

1,5-7,6 (5-25)

0,9 - 3 (3- 10)

1,5-3 (5-10)

-

1 - 2 detik

0,5 - 1,5 detik

0,5-1,5 detik

10-30 menit

-

-

-

10-30 menit

Penyisihan CO2, kontrol bau dan rasa, nilai estetik

Penyisihan CO2, kontrol bau dan rasa, nilai estetik

Penyisihan CO2, kontrol bau dan rasa

Penyisihan Fe, Mn, CO2, kontrol bau

& rasa, manajemen

reservoir

Sumber : Montgomery, 1985; hal 510



Bak penampung

Kriteria Desain dan Desain Perencanaan

- Waktu tinggal (td) = 3 menit = 180 det

- Volume (V) = Q x td = 0,6 m3/det x 180 det = 108 m3

- Maka, panjang = 9 m

Lebar = 4 m

Tinggi = 3 m

Aerator

Kriteria desain :

Menggunakan Cascade Towers

Tinggi setiap tahap cascade = 0,5 m ( Droste, Ronald R,1997 )

Menggunakan 10 tahap untuk 1 unit aerator ( Droste, Ronald R,1997 )

Luas yang dibutuhkan : 4 – 9 m2 ( Droste, Ronald R,1997 ) untuk 100 l/detik

diambil 8 m2 (8/100) = 0,08 m2.dtk/l

Debit (Q) = 600 l/s

Perhitungan :

Luas cascade : 0,08 m2.detik/l x 600 l/detik = 48 m2

Dimensi cascade

Panjang (P) : Lebar (L) = 1 : 1

X = P . L

48 = L . L

L = 7 m ; P = 7 m

Luas tiap cascade = 7 / 10 = 0,7 m

HL cascade = 0,5 . 10 = 5 m

Jadi dimensi cascade towers yang dibutuhkan :

1. Panjang = 7 m

2. Lebar = 7 m

3. Tinggi = 5 m



4. Panjang tiap tahap = 0,7 m

Tenaga pompa

Z2 – Z1 = 8 m

p = 0,15 m

L = 7 m

Qk = 0,12 m3/s

CHW = 130

Kehilangan tekanan sepanjang pipa

HM = [ Q

0 , 2785 . CHW . οp2,63 ]1

0 ,54 . L=[ 0 ,12

0 , 2785. 130 . (0 ,15 )2,63 ]1

0 ,54 . 7 = 1,85 m

Kehilangan tekanan pada fitting

Hm = 30% . HM

= 0,3 . 1,85 = 0,555 m

Kehilangan tekanan total

HT = (Z2 – Z1) + HM + Hm

= 8 + 1,85 + 0,555

= 10,405 m

Tenaga pompa (efisiensi = 75%)

HtQ

P..

=

1017 ,1. x 0 ,12 . x 12 ,66875 = 20,62 kg.m / s

Karena 1 Hp = 75 kg. m/dtk maka daya pompa = 20,62 / 75 = 0,27 Hp

Daya pompa = 0,27 Hp = 201,34 watt

3. KOAGULASI

Koagulasi merupakan unit pengadukan cepat di IPA . Koagulasi dilakukan secara

hidrolik memanfaatkan tenaga air dari aerasi terjunan kemudian masuk ke bawah. Alasannya

karena efektif untuk instalasi air minum dengan kapasitas 800 l/det. Selain itu proses

pencampuran akan lebih sempurna menyebar ke seluruh permukaan karena koagulan dibubuhkan



sesaat sebelum air diterjunkan, sehingga air yang terjun sudah mengandung koagulan yang siap

diaduk.

Kriteria Desain

- NRe > 10000

- Gradien kecepatan = 200 – 1000 l/det

- G x td = 104 – 105

- Waktu detensi (td) = 10-60 detik (Tri Joko,2009), diambil 60 detik

Perencanaan

- Bangunan koagulasi direncanakan menjadi 4 bangunan dengan debit masing-masing 150 l/dt

= 0,15 m3/dt

- Tinggi terjunan = 1,5 m

- G = 9,81 m/det2 (Darmasetiawan, 2001)

- υ = 0,68 x 10 -6 m2/dtk

- Zona Inlet (V1 = 2 m/s)

- Zona outlet (V2 = 0,6 m/s)

Gradien pengadukan dan waktu tinggal air diketahui melalui grafik hubungan gradien

pengadukan dengan tinggi terjunan tertentu. Energi pengadukan di unit koagulasi diperoleh dari

terjunan setinggi 1,5 meter sehingga jika tinggi terjunan tersebut diplotkan ke grafik akan

diperoleh Tdair sebagai berikut:

Gambar 5.1 Grafik Hubungan antara Ketinggian dengan Gradien Pengadukan



Berdasarkan grafik hubungan gradien kecepatan pengadukan dengan tinggi terjunan tertentu

akan menyediakan G sebesar 500/detik dan Tdair sebesar 60 detik, maka nilai gradien x Tdair akan

menghasilkan nilai sebagai berikut:

G x TdAir =[500detik ] x 60 detik

G x TdAir = 30 . 000

Perhitungan

Dimensi Bak

- Volume reaktor (V) = Q x td = 0,15 m3/det x 60 det = 9 m3

- Dimensi P = 3 m, L = 2 m, H = 2 m

- R =

AP =

BHB+2 H =

2x 22+(2 x2 ) = 0.67 m

- V =

QBH =

0 ,152x 2 = 0,0375 m/det

- Cek NRe =

VRυ =

0 ,0375x 0 , 67

0 , 687 x10−6 = 36572,05 > 10000 (memenuhi)

Zone inlet

A =

Qv1 =

0 ,152 = 0,075 m2

D = √ A1

4π = √ 0 , 075

14. 3 ,14 = 0,309 m = 309 mm

Zone outlet

A =

Qv2 =

0 ,150,6 = 0,25 m2

D = √ A1

4π = √ 0 ,25

14. 3 ,14 = 0,56 m = 560 mm



BANGUNAN PEMBUBUH KOAGULAN

a. Kriteria Desain

Koagulan yang digunakan adalah alum,karena alum bekerja optimal pada pH 6,5–9.

Dosis pembuluh alum, Cal = 40 mg/L

Kadar alum dalam tawas = 60 %

Berat jenis alum, ρ al = 2,71 kg/L

Konsentrasi larutan = 10 %

Efisiensi pompa pembubuh, η = 75 %

Tekanan pembubuh = 10

ρw = 995,7 kg/m3

b. Perhitungan

Kebutuhan alum dan tawas

Wal = Cal x Q = 40 mg/L x 150 L/dt = 6000 mg/dt =518,4 kg/hari

Kebutuhan tawas per hari

Wt=10060

x 518 , 4 kg /hari=864 kg /hari

Untuk periode pelarutan 8 jam

Wt= 824

x864 kg/hari=288kg /hari

Debit tawas

Qt= Wt

ρ al=864 kg /hari

2 , 71kg /L=318 , 8 L/hari=0 , 00368 L/dt

Debit air pelarut

Qw=

100−1010

xWt

ρw=

9010

x864 kg/hari

995 ,7 kg/m3=7,8m3/hari

Qw=0 ,09 L/dt

Debit larutan



Ql=Qt+Qw=0 ,00368+0 ,09=0 , 0939 L/dt

Berat jenis larutan

ρ lar= 1

(10100 ρ al

+100−10100 ρw )

= 1

(10100 x2 ,71

+100−10100 x 0 ,9957 )

=1 ,063 kg /L

Volume bak

V = Qlar x td x 3600 = 0,0939x 8 x 3600 = 2704 L = 2,7 m3

Dimensi bak

V = P x L x H P = L

2,7 m3 = P2 x 2 m

P = 1,16 1,2 m

4. FLOKULASI

1) Kriteria Desain

- Kondisi aliran NRe < 10000

- Gradien kecepatan (G) = 20 – 70 1/det

- Waktu detensi (td) = 10 – 20 menit

- G x td = 10000 – 100000 (Tri Joko, 2009)

1. Perencanaan

Pengadukan dengan cara hidrolis (baffle channel vertikal)

- Jumlah bak : 2 bak

- Jarak antar baffle minimum : 0,5 m

- Kedalaman (H) : 3 m

- Jumlah channel (n) : 6 buah

- Jumlah belokan (n-1) : 5 buah

- Headloss (hL) : 1 – 2 ft (0,3 – 0,6 m)

- Gradien kecepatan (G) : 20 – 70 1/dtk

- Waktu detensi minimum (td) : 15 menit (900 dtk)



- Kecepatan aliran (v) : 0,1 – 0,4 m/dtk

- Viskositas kinematik air (υ ) : 0,687 x 10-6 m2/dtk

- K : 1,5

2. Perhitungan

1. Volume bak (V),

V=Q×tdV= (0,3 )×( 900 )=270 m3

2. Headloss per channel (h),

G=( g .hυ . td )

12

h=G2υ .tdg

3. Luas Kompartemen

A=Q ×TdH

=0,3 x150

3

¿15 m

A = B x H

15 = B x 3

B = 5 m

Tahap I (h1),

- G = 70

- Td = 150 dtk



h=G2υ . tdg

h=(70 )2 (0 ,687×10−6 ) (150 )9 ,81

=0 ,052 m

Tahap II (h2),

- G = 60

- Td = 150 dtk

h=G2υ . tdg

h=(60 )2 (0 ,687×10−6 ) (150 )9 ,81

=0 ,038 m

Tahap III (h3),

- G = 50

- Td = 150 dtk

h=G2υ . tdg

h=(50 )2 (0 ,687×10−6 ) (150 )9 ,81

=0 ,027 m

Tahap IV (h4),

- G = 40

- Td = 150 dtk

h=G2υ . tdg

h=(40 )2(0 , 687×10−6) (150 )9 ,81

=0 , 017 m

Tahap V (h5),

- G = 30

- Td = 150 dtk



h=G2υ . tdg

h=(30 )2 (0 ,687×10−6 ) (150 )9 ,81

=0 ,0095m

Tahap VI (h6),

- G = 20

- Td = 150 dtk

h=G2υ . tdg

h=(20 )2 (0 ,687×10−6 ) (150 )9 ,81

=0 ,00042m

- Jadi headloss channel total (hchannel),

hchannel = Σh = 0,144 m

Luas bukaan (A),

A = 20 m2

Kecepatan aliran (v),

v = Q/A

= 0,3/20

= 0,015 m/dtk

- Headloss per belokan (hL),

-

hL=Kv2

2 g

hL= (1,5 )0 , 0152

2 (9 ,81 )=0 ,000017 m

- Terdapat lima (5) buah belokan, maka :



hL = 5 x hL

= 0,000085 m

5. SEDIMENTASI

Kriteria desain beberapa jenis sedimentasi adalah sebagai berikut :

Tabel 5.6 Kriteria Desain Unit Sedimentasi

Kriteria Desain Grit Chamber

(Aliran Horizontal)

Rectangular

Sedimentation Tank

(Aliran Horizontal)

Sedimentation Tank

with High-Rate Settler

(Plate/Tube Settler)

Jumlah tangki

minimum

Kedalaman air

Kec. aliran rata-

rata

Waktu detensi

Surface loading

Panjang : lebar

Kedalaman :

panjang air

Weir loading

Dua

10 - 16 ft (3 - 5 m)

10 - 15 fpm

(3 - 4,5 m/menit)

6 - 15 menit

4-10 gpm/ft2

(10 - 25 m/jam)

4 : 1 sampai 8 : 1

Minimal 1 : 8

-

Dua

10 - 15 ft (3 - 4,5 m)

1 - 3,5 fpm

(0,3 - 1,7 m/menit)

1,5 - 4 jam

0,5-1,0 gpm/ft2

(1,25 - 2,5 m/jam)

Minimal 1: 4

Minimal 1: 15

< 15 gpm/ft2

Dua

12 - 15 ft (3,6 - 4,5 m)

Maksimum 0,5 fpm

(0,15 m/menit)

Mimimal 4 menit

1,5 - 3 gpm/ft2

(3,8 - 7,5 m/jam)

Minimal 1: 4

-

-

Sumber : Kawamura, 1991 hal 160



Pada perancangan ini dipilih bak sedimentasi menggunakan plate settler untuk

mengoptimalkan pengolahan.Dalam waktu yang lebih singkat diperoleh hasil pengendapan

lumpur yang lebih banyak.Jika menggunakan bak sedimentasi konvensional maka diperlukan

ukuran bak yang kecil tetapi dalam jumlah yang relatif banyak agar terpenuhinya syarat bilangan

Renold dan Freud untuk mencapai pengendapan yang optimal

1) Kriteria Desain

- Surface loading = 0,001 m/s

- Diameter orifice > 3cm

- Vo (Q/A) = 1-2 m/jam (Tri Joko, 2009)

- Kemiringan plate (α ) = 45 – 60o

- Jarak antar plate (Wp) = 5 – 10 cm

- Tebal plate (Tp) = 2,5 – 5 mm

- Panjang plate (Pp) = 1000 – 2500 mm

- Lebar plate (Lp) = 1000 - 1200 mm

- NFr > 10-5

- NRe < 500

- Jarak pipa inlet ke zone lumpur = 0,2 – 0,3 m

- Jarak plate ke pipa inlet = 1 - 1,4 m

- Jarak gutter ke plate = 0,3 – 0,4 m

- Tinggi plate = 1 – 1,2 m

- Kadar lumpur = 4 – 6 %

- Y/Y0 = 70 - 75 %

- υ pada 270C = 0,687.10-6 m/s

- td = 1-2 m/jam

Sumber : Darmasetiwan,2001

2) Perencanaan

- Bentuk bangunan 4 persegi panjang dengan P : L = 3 : 1

- Vo (Q/A) = 2 m/jam = 5,56.10-4 m/s



- Td = 1,5 m/jam

- Td dalam bak = 1,5 jam (5400)

- NRe < 500

- NFr > 10-5

- Jarak antar plate ( W ) = 5 cm = 50 mm

- Tinggi plate ( h ) = 1,5 m

- α = 600

- Y/Yo = 75%

- Faktor keamanan ( n ) = 1/3 ( good performance ) (Kawamura, 1991)

- H = 3 m

- ho = 3 cm

- fbg = 0,03 m

3) Perhitungan

Zone sedimentasi

Direncanakan 4 bak sedimentasi dengan Q = 0, 150 m3 /s = 540 m3 /jam

Luas Pengendapan (A) = Q/Vo

= 0,15/5,56.10 -4

= 269,7 m2

Dimensi zona dengan perbandingan P : L = 5 : 1, H = 3 cm

A = P x L → P = 5L

= 5 L x L = 5L2

269,7 = 5L2

L = 7,3 m

P = 5 x 7,3 m = 36,5 m



Cek waktu tinggal (td)

td= volQ

=PxLxHQ

=(36 , 5 x 7,3 x3 ) m3

0 ,15 m3 /det ik=5329 det ik=1,5 jam

(memenuhi)

Kecepatan horisontal partikel

vh= QLxH

=0 ,15 m3 /det k(7,3 x3 ) m2

=6 ,843 x 10−3 m /det ik

Jari-jari hidrolis

R= LxHL+2 H

=(7,3 x 3 ) m2

(7,3+(2x 3 ) )m=1, 65 m

Cek bilangan Reynolds

N Re= vhxRv

=(6 , 843 x10−3 x1 , 65 )m2 /det ik

0 , 687 x10−6 m2 /det ik

= 16435 > 500 (tidak memenuhi)

Cek bilangan Fraude

NFr= vh2

gxR=

(6 , 843 x10−3 )2m /det ik9 ,81 x1 , 76 m

= 2,71x 10 -6 < 10 -5 (tidak memenuhi)

Karena Nre dan NFr belum memenuhi maka perlu penambahan plate settler

- Kecepatan aliran masuk plate

Q/A = Vo sin α

Vo =

0 ,15 /269 ,7sin 60

=6,4 x10−4m / s



- Dimensi plate

L =

hsin α

= 1,5sin 60 = 1,73 m

dimana : L = 1,73 m

W = 0,05m

α = 600

Jumlah plate

Jarak horisontal antar plate = X =

Wsin α

= 0 ,05sin 60

=0 , 06 m

Jumlah plate = n =

PX−1

=

42,50 ,06

−1 = 709 - 1 buah = 708 buah

R =

W2 =

0 ,052 = 0,025 m

NRe =

(Q / Ac )w2sin αυ

=(5 ,56 x10−4 ) x0 , 05

2 x 0 ,87 x 0 , 893 x10−6=18 , 75<500

(Memenuhi)

NFr =

2(Q /Ac )2

sin2 α xgxw=

2(5 , 56 x 10−4 )2

sin260 x 9 , 81 x 0 , 025=3 , 33 x10−6

> 10-5 ( Memenuhi )

Zone Inlet

∑ ¿ ¿pipa = 5 buah, berupa pipa lateral perforated dengan lubang di ketiga

sisinya

V aliran = 0,3 m/s (Tri Joko, 2009)



h pada lubang = 0,1 – 1 cm

h =

Vo2

2g= 0,32

2x 9 ,81=0 , 45

cm

Q = 0,6 m3/s

Q per pipa = 0,12 m3/s

A =

0 ,120,3 = 0,4 m2

A = 0,4 x 3,14 x D2

D = (0,53/(0,25*3,14))1/2

D inlet = 0,82 m 0,85 m

D outlet = D inlet pada filtrasi

Panjang pipa = pbak = 30 m

Jarak antar lubang = 20 cm

Jumlah lubang / sisi =

300,2 = 150 buah

N =

Lubangpipa

lubang = 150 x 5 buah = 750 buah

∑ ¿ ¿total lubang pipa = 750 buah

Q per lubang = Qo =

QN =

0 ,12750 = 1,6 x 10-4 m3/dt



D lubang =( 4 Q

Nπ (2gh )1/2 )1/2

=( 4 x 0 ,12

750 .π (2x 9 ,81 x 0 ,45 .10−2 )1

2 )1/2

= 0,03 m

Zone Lumpur

Konsentrasi effluent = (100% - 80%) x turbulensi

Cef = 20% x 200 = 40 mg/lt

Cs = 80% x turbulensi = 160 mg/lt = 0,16 gram/lt

Berat lumpur per hari

Ws = Q x Cs x 86400 = 0,6 x 0,16 x 86400 = 8294,4 kg/hari

Debit lumpur kering

Qds =

Wsρ =

8294 ,42600 = 3,2 m3/hari (Darmasetiawan,2001)

Debit Lumpur

Debit lumpur (konsentrasi lumpur 4 %; kriteria desain konsentrasi lumpur pada Martin

Darmasetiawan, 2001 hal III- 40 adalah 1-5 % ) :

Qs =

Qds% lumpur =

3,20 ,04 = 80 m3/hari

Pengurasan bak dilakukan satu kali dalam satu hari, maka :



Sisi depan

Luas profil ruang lumpur =

VbaklumpurLp =

13 , 36,6 = 2,0 m2

Profil ruang lumpur trapesium dengan perbandingan 2 sisi = 1 : 2

Tinggi ruang lumpur = 0,5 meter

Luas trapesium = ( jumlah sisi sejajar x t

2 )

4 = ( jumlah sisi sejajar x t

2 )

jumlah sisi sejajar = 16 m

L + 2 L = 16 m

Maka L1 = 5,3 meter

L2 = 10,7 meter

Tan α’ =

0,5(6,6−5,3)

2 = 0,77

α’ = 37,6 o

α = 90o - 37,6 o = 52,4 o

Sisi samping bawah :

0,77 =

0,5

( 42 , 5− x2

)

0,77 =

130−x

23,1 – 0,77 x = 1



x = 28,70 meter

Volume Lumpur

V =

Qlumpur24 x 4 =

13 ,324 x 4 = 0,14 m3

A =

VH =

0 ,142,5 = 0,056 m2

D = 0,38 meter

Zone Outlet

Lebar gutter = 1,5 Ho

Q/A = Vo = 5,56 x 10-4 m/s

Jumlah pelimpah

QnLs < 5HVo

0,2nx6,6 < 5 x 2,5 x 5,56 x 10-4

n > 4,4

n = 5

Rencana jumlah gutter, n = 5 dengan 45o V- notch

Debit per gutter

Qg =

Qn =

0 ,155 = 0,3 m3/s



Dimensi gutter

Qg = 2,49 Lg Ho3/2

0,3 = 2,49 x 1,5 Ho5/2

0,08 = Ho5/2

Ho = 0,0018 m

Hg = Ho + ( 20% x Ho ) + ho + fb

= 0,0018 + 0,00036 + 0,0018 + 0,03

= 0,303 m

Lg = 1,5 x 0,15 = 0,225 m

Pg = P = 22,5 m ( sepanjang bak karena inlet dari bawah )

Debit per V-notch

Qw = 1,36 ho5/2 = 1,36x 0,165/2 = 0,0136 m3/s

Jumlah V–notch

N =

QgQw =

0 ,040 ,0136 = 3 buah

Gutter mempunyai 2 sisi pelimpah maka untuk satu sisi, n’= 3 buah

Dimensi V–notch

Freeboard V-notch = Fw = ½ ho = 0,5 x 0,01 = 0,005 m

Lebar muka air V–notch = Lw = 2 ho tan 450

= 2 x 0,01 x 1

= 0,02 m



Lebar pintu V-notch = Lp = 2 (ho + Fw) tan 450

= 2 (0,01 +0,005)1

= 0,03 m

Jarak antar V- Notch Pg = ( n’ x Lp ) + ( n’x W )

30 = ( 3 x 0,03 ) +( 3 x W )

W = 9,97 m

Jarak V-notch ke tepi W’ = W/2 = 4,99 m

Misal jarak antar gutter ke tepi = b

maka jarak antar gutter b’ = 2b

Loutlet = 2 Lg + 2b +2b

6,6 = 0,6 + 4b

b = 1,5 m b’ = 2 x 1,5 m = 3 m

Saluran pengumpul

Untuk mengumpulkan air dari gutter sebelum menuju bak filtrasi

Asal =

QV =

0 ,150,1 = 1,5 m2

Asal = Psal x Hair

1,5 = 30 x Hair

Hair = 0,05 m

Hsal = Hair + F = 0,05 + 0,3 = 0,35 m



Lasal = 0,5 m

Kehilangan tekanan

Head loss pada V-notch

Q V-notch = 8

15Cd√2gx tan( θ

2) xhf

52

0,0136 = 815

x0 , 584 x √2 x9 , 81 x1 xhf5

2

hf = 0,16 m

Filtrasi

Kriteria Desain

Kecepatan filtrasi (f) = 8 – 12 m/jam

Tebal media pasir (Lp) = 60 – 80 cm

Tebal media kerikil (Lk) = 10 – 30 cm

Waktu backwash (tbw) = 5 – 15 menit

Tinggi air di atas media (ha) = 0,9 – 1,2 m

Diameter media (m) = 0,6 – 1,2 mm

Ekspansi back wash = 30 – 50%

A orifice (Aor) : A = (0,0015 – 0,005) : 1

A lateral (Al) : Aor = (2 – 4) : 1

A manifold (Am) : Al = (1,5 – 3) : 1



Jarak orifice (Wor) = 6– 20 cm

Porositas = 0,36 – 0,45

Diameter orifice (o) = 0,6 – 2 cm

Kecepatan backwash (bw) = 15 – 25 m/jam

Surface loading = 7 – 12 m/jam

Perencanaan

vf = 8 m/jam = 2,2 x 10-3 m/dt

Dor = 0,5 inchi = 1,27 cm

Aor = 0,0025 x Af

Wlat = 20 cm

Vbackwash = 20 m/jam = 5,5 x 10-3

Tebal lapisan pasir, Lp = 70 cm = 0,7 m

Tebal lapisan kerikil, Lk = 30 sm = 0,3 m

Diameter pasir, Dp = 0,6 mm = 6 x 10-4 m

Diameter kerikil, Dk = 3 mm = 3 x 10-3 mm

Porositas awal, Po = 0,4

υ = 0,893 x 10-6 m2/dt

NRe pasir < 5

NRe kerikil > 5

Ψ pasir = 0,82 (bulat)

Alat = 2 x Aor

Aman = 1,5 x Alat

% ekspansi kerikil akibat vbw = 10 %

tbw = 10 menit = 600 dt

Perhitungan



Jumlah bak

n=12⋅Q0,5=12×(0,6 )0,5=11

ditambah 1 bak cadangan, sehingga jumlah bak yang beroperasi 12 buah.

Dimensi bak

Debit tiap filter, Q f=1

12⋅0,6 m3 /dt=0 , 071 m3/dt

Luas tiap unit filter, A f=Q f

v f=0 ,071m3 /dt

8 m / jam×3600=31 ,95m2=32m2

Jika P : L = 1 : 2, maka

A f=2⋅L2

31 , 95 m2=2⋅L2

L=4 mP=8 mH=3 m

Sistem Underdrain

Orifice

Luas bukaan, Aor=1

4⋅π×D2=1

4⋅π× (0 ,0127 m )2=1 , 27⋅10−4m2

Jumlah lubang tiap filter, n=0 ,0025⋅A f

Aor=0 ,0025×32

1 , 27⋅10−4=630 lub ang

Lateral

Luas bukaan, A lat=2×Aor×n=2×1 ,27⋅10−4×630=0 ,16 m2

Manifold

Luas total, A man=1,5×A lat=1,5×0 ,16=0 , 24 m2



Diameter, D man=√ 4⋅A man

π=√ 4×0 ,24

π=0 ,55 m=550 mm

Pman = Pbak = 3,6 m

Jumlah pipa lateral, n=P man

W lat×2=3,6

0,2×2=36 buah

Jumlah lateral tiap sisi = 362=18 buah

Panjang pipa lateral tiap sisi

P lat= Lbak−D man− (2×W lat )

2=4−0 ,55−(2×0,2 )

2=1 ,925 m

Diameter pipa lateral

D lat=√ 4× A lat

nπ

=√ 4×0 ,1636π

=0 ,075 m=75 mm

Jumlah orifice tiap lateral, n=630

36=17 ,5≈18 lubang

Sistem Inlet

Inlet masing-masing unit filtrasi dilengkapi dengan sebuah valve yang berfungsi sebagai

pembuka dan penutup saluran air saat akan filtrasi dan pencucian (backwash).

Inlet berupa pipa

Debit tiap saluran, Qi=0,6

4=0 , 15 m3 /dt

Kecepatan dalam saluran 0,3 m/dt

Dimensi pipa :



A=0 ,150,3

=0,5 m2

A=14⋅π×D2

D=0 ,79 m=790 mm

Back Wash

Pasir

Kecepatan back wash, v bw=6×v f=6×2,2⋅10−3=0 ,0132 m /dt

Porositas saat ekspansi :

Pe=2, 95×υ1

4,5

g1

3,6

×( ρwρs−ρw )

13,6×v bw

13

Dp1

2

Pe=2, 95×(0 ,893⋅10−6 )

14,5

(9 ,81 )1

3,6

×(9972600−997 )

13,6×

(0 , 0132 )1

3

(6⋅10−4 )1

2

=0,6

Persentase ekspansi :

% ekspansi=Pe−Po1−Pe

×100=0,6−0,41−0,6

×100=50 %

Tinggi ekspansi :

% eks=Le−LpLp

×100

0,5=Le−0,7 m0,7 m

Le=1 ,05 m

Kerikil

Tinggi ekspansi :



% eks=Le−LkLk

×100

0 ,10=Le−0,3 m0,3 m

Le=0 , 33 m

Porositas saat ekspansi :

Pe−Po1−Pe

=Le−LkLk

Pe−0,51−Pe

=0 ,33−0,30,3

Pe=0 ,55

Debit back wash, Q bw=v bw×A bak=0 ,0132×32=0 , 42 m3/dt

Volume back wash, V bw=Q bw×t bw=0 , 42×600=252 m3

Saluran Penampung Air Pencuci

Air bekas pencucian yang berada di atas media penyalir dialirkan ke gullet melalui gutter

dan selanjutnya keluar melalui pipa pembuangan. Dasar saluran gutter harus diletakkan di

atas ekspansi maksimum pada saat pencucian. Hal ini dilakukan agar pasir pada media

penyaring tidak ikut terbawa pada saat pencucian.

Debit pencucian, Q=15 m / jam

3600×34 m2=0,2 m3 /dt

Saluran gutter :

Panjang gutter, Pg = 3,6 m dan lebar gutter, Lg = 0,3 m

Kedalaman air di saluran gutter

Hg=[ Q1 , 38×Lg ]

23=[ 0 , 15

1, 38×0,3 ]2

3=0 , 61 m



Air sisa pencucian dari gutter akan masuk ke dalam gullet dengan :

Lebar saluran, Lbuang = 0,2 m

Debit yang akan ditampung, Qbuang = 0,15 m3/dt

Tingi air dalam saluran pembuangan :

H buang=[ Q1 ,38×L buan g ]

23=[ 0 ,15

1 ,38×0,2 ]2

3=0,8 m

Sistem Outlet

Air yang telah disaring akan dialirkan melalui pipa outlet yang bersambungan dengan

pipa manifold, menuju ke reservoir.

Diameter pipa outlet sama dengan pipa manifold.

Kehilangan Tekan

a. Head loss pada media yang masih bersih

Pasir

Cek bilangan Reynold

N Re=ψ×Dp×v f

υ=0 ,82×6⋅10−4×2,2⋅10−3

0 ,893⋅10−6=0 ,12<5(OK )

Koefisien drag

C D=24N Re

+ 3

√N Re+0 ,34=24

0 , 12+ 3

√0 ,12+0 ,34=209

Head loss



hf p=1 ,067ψ

×C D

g×Lp×

v f 2

Po4×

1Dp

hf p=1 ,0670 ,82

×2099 ,81

×0,7×(2,2⋅10−3 )2

(0,4 )4×1

6⋅10−4=6 m

Kerikil

N Re= 11−Po

× v f×Dkυ

= 11−0,5

×1 , 94⋅10−3×3⋅10−3

0 , 893⋅10−6=13>5(OK )

hf k=180×υg×

(1−Po )2

Po3×v f

Dk 2×Lk

hf k=180×0 ,893⋅10−6

9 ,81×

(1−0,5 )2

(0,5 )3×2,2⋅10−3

(3⋅10−3 )2×0,3=0 ,0024 m

Head loss total media

hf media=hf air+hf pasir+hf ker ikil=0 , 11+6+0 , 0024=6 , 1124m

b. Head loss sistem underdrain

Orifice

Debit tiap filter = 0,2125 m3/dt

Debit orifice, Qor=Q1

n or=0 , 15

630=3,4⋅10−4 m3 /dt

Kecepatan di orifice, v or=Qor

Aor= 3,4⋅10−4

1,27⋅10−4=2,7 m /dt

Head loss, hf or=1,7× v or 2

2⋅g=1,7×

(2,7 )2

2×9 , 81=0 , 63 m

Lateral



Q lat=Q 1n lat

=0 ,1536

=6⋅10−3 m3 /dt

v lat=Q lat

A lat=6⋅10−3

0 , 16=0 , 0375 m /dt

hf lat=1,3×hf =1,3× f×L lat

D la t×v lat

2

2⋅g=1,3×0 , 026×1,9

0 ,55×

(0 ,0375 )2

2⋅9 , 81=8,4⋅10−6 m

Manifold

Q man=Q1n man

=0 , 151

=0 ,2125 m3 /dt

v man=Q man

A man=0 , 15

0 , 24=0 , 885 m /dt

hf man=1,3×hf=1,3×f ×Lman

D man×

v man2

2⋅g=1,3×0 , 026×

3,60 , 55

×(0 ,26 )2

2⋅9 , 81=7 , 62⋅10−4 m

Head loss total underdrain

hf underdrain=hf or+hf lat+hf man=0 ,63+8,4⋅10−6+7 , 62⋅10−4=0 , 63 m

c. Head loss total awal

hf awal=hf media+hf underdrain=6 ,11+0 ,63=6 ,74 m

d. Head loss media pada saat back wash

Pasir

N Re=11−Pe

×v bw×Dpυ

=11−0 ,55

×0 ,0055×6⋅10−4

0 ,893⋅10−6=8,2

hf p=130×υ0,8

g×

(1−Pe )1,8

Pe3×v bw

1,2

Dp1,8×Le

hf p=130×(0 , 893⋅10−6)0,8

9 , 81×

(1−0 ,55 )1,8

(0 ,55 )3×

(0 , 0055 )1,2

(6⋅10−4 )1,8×1 , 05=0 , 0027 m

Kerikil



N Re=11−Pe

×v bw×Dkυ

=11−0 ,55

×0 ,0055×3⋅10−3

0 ,893⋅10−6=73 ,3

hf k=130×υ0,8

g×

(1−Pe )1,8

Pe3×v bw

1,2

Dk1,8×Le

hf k=130×(0 , 893⋅10−6 )0,8

9 ,81×

(1−0 , 55 )1,8

(0 ,55 )3×

(0 , 33 )1,2

(3⋅10−3)1,8×0 ,33=0 ,83 m

e. Head loss sistem underdrain pada saat back wash

Orifice

Q or=Q bw

n or=0 ,42

630=6,7⋅10−4m3 /dt

v or=Q or

A or=3,4⋅10−4

1 ,27⋅10−4=2,7m /dt

hfor=1,7×v or 2

2⋅g=1,7×

( 4,8 )2

2×9 ,81=0 ,63 m

Lateral

Q lat=Q bw

n lat=0 ,42

36=1,2⋅10−2 m3/dt

v lat=Q lat

A lat=6⋅10−3

0 , 16=0 , 00375 m /dt

hf lat=1,3×hf =1,3× f×L lat

D la t×v lat

2

2⋅g=1,3×0 , 026×0 ,575

0 ,034×

(0 ,00375 )2

2⋅9 ,81=1 , 31⋅10−4 m

Manifold

Q man=Qbw

n man=0 , 077

1=0 , 077m3/dt

v man=Q man

A man=0 , 077

0 , 048=1,6 m /dt

hf man=1,3×hf=1,3×f ×Lman

D man×

v man2

2⋅g=1,3×0 , 026×

3,60 , 25

×(1,6 )2

2⋅9 , 81=0 ,0635m

f. Head loss total pada saat back wash

hf bw=hf media+hf underdrain=6 , 11+0 ,63=6 ,74 m



Pompa Back Wash

Head loss pada pompa

hf pompa=hf bw+hs+sisatekan=6 ,74+5+1=12 ,74 m

Daya pompa

P=ρ×g×Qbw×hfpompaη

=997×9 ,81×0 , 42×12 ,740 ,75

P=69. 778 Watt=122 HP

DESINFEKSI

Disinfeksi diperlukan untuk membunuh bakteri patogen dalam air.

Kriteria Desain

Desinfektan yang digunakan adalah kaporit Ca(OCl)2

Kadar klor dalam kaporit = 60 %

Berat Jenis Kaporit, BJ = 0,86 Kg/l

Kapasitas Pengolahan, Q = 800 l/dt

Konsentrasi larutan, C = 5 %

Daya Pengikat klor, DPC = 1,50 mg/l

Sisa Klor = 0.5 mg/l

Pembuatan Larutan kaporit Setiap 8 jam

Dosis Klor = 1.5 + 0.5 = 2 mg/l

Kebutuhan kaporit = 100/60% . dosis klor . Q

= 100/60 . 2 . 600

= 2.833 mg/detik



= 36.0002 kg/hari

Volume kaporit = Kebutuhan kaporit/BJ kaporit

= 36.0002/0,86

= 41.86 L/hr

= 0.04186 m3

Volume pelarut = (100% - 5%) / 5% . 41.86

= 795.34 L/hr

= 0.79534 m3

Volume larutan kaporit = Vol kaporit + Vol pelarut

= (41.86 + 795.34) L

= 837.2 L/hr

= 837.2 : 3

= 279.067 L /8 jam

= 34.88 L/jam x 1000/60

= 581.33 cc/mnt

Volume bak = Vol kaporit + vol pelarut

= (0.04186 + 0.79534) m3

= 0.8372 m3

Dimensi Bak pelarut = panjang (p) : lebar (l) : tinggi (h) = 1 : 1 : 1

Volume bak = p x l x h = p3

= 0.8372 = p3



= p = l = h = 0.94 m

h total = h + h freeboard = 0.94 + 0,3 = 1,24 m

RESERVOIR

Bangunan reservoar digunakan untuk menyimpan air yang telah diolah dan diletakkan di

dekat jaringan distribusi pada ketinggian yang cukup untuk mengalirkan air secara baik dan

merata ke seluruh daerah konsumen.

Unit Reservoir

- Tipe reservoar yang dipakai adalah Ground Reservoar

- Kecepatan inlet desain (Vi) = 1.5 m/dtk

- Faktor peak, fp = 2,5

- Kecepatan outlet desain, vo = 3 m/dt

- Waktu pengurasan, tk = 2 jam

- Kecepatan pengurasan, vk = 2,5 m/dt

- Kecepatan overflow, vow = vi = 2.5 m/dt

Volume Reservoar

Reservoar dapat dihitung dengan mengetahui kurva fluktuasi pemakaian air minum.

Tabel 5.5 Pola Pemakaian Air dalam Sehari

Dari jam

ke jam

Jumlah

jam

Pemakaian

per-jam (%)

Jumlah

pemakaian

(%)

2200 - 0500 7 0,75 5,25

0500 - 0600 1 4,00 4,00



0600 - 0700 1 6,00 6,00

0700 - 0900 2 8,00 16,00

0900 - 1000 1 6,00 6,00

1000 - 1300 3 5,00 15,00

1300 - 1700 4 6,00 24,00

1700 - 1800 1 10,00 10,00

1800 - 2000 2 4,50 9,00

2000 - 2100 1 3,00 3,00

2100 - 2200 1 1,75 1,75

(Sumber : PAM, Prof Ir. KRT Mertonegoro, hal 20)

Tabel 5.6 Perkiraan fluktuasi pemakaian air

Dari jam ke jamPemakaian per-jam

(%)

Pemakaian

% Kumulatif

0000 - 0100 0,75 0,75

0100 - 0200 0,75 1,50

0200 - 0300 0,75 2,25

0300 - 0400 0,75 3,00

0400 - 0500 0,75 3,75

0500 - 0600 4,00 7,75

0600 - 0700 6,00 13,75



0700 - 0800 8,00 21,75

0800 - 0900 8,00 29,75

0900 - 1000 6,00 35,75

1000 - 1100 5,00 40,75

1100 - 1200 5,00 45,75

1200 - 1300 5,00 50,75

1300 - 1400 6,00 56,75

1400 - 1500 6,00 62,75

1500 - 1600 6,00 68,75

1600 - 1700 6,00 74,75

1700 - 1800 10,00 84,75

1800 - 1900 4,50 89,75

1900 - 2000 4,50 93,75

2000 - 2100 3,00 96,75

2100 - 2200 1,75 98,50

2200 - 2300 0,75 99,25

2300 - 0000 0,75 100,75

Untuk perhitungan volume reservoar harus memperhitungkan debit yang masuk ke

reservoar dan debit yang keluar dari reservoar. Debit yang masuk ke reservoar adalah konstan,

yaitu sebesar 100/24 jam = 4,17 % untuk tiap jamnya, sedangkan debit yang keluar dari

reservoar bervariasi tergantung pemakaian air minum kota. Pada tabel 5.5 adalah perhitungan

volume reservoar.



Tabel 5.7 Perhitungan Persentase Volume Reservoar

Dari jam

ke jam

Jumlah

jam

Pemakaian

per-jam (%)

Suplai ke

Reservoar

Surplus

(%)

Defisit

(%)

2200 - 0500 7 0,75 4,17 % 23,94

0500 - 0600 1 4,00 4,17 % 0,17

0600 - 0700 1 6,00 4,17 % 1,83

0700 - 0900 2 8,00 4,17 % 7,66

0900 - 1000 1 6,00 4,17 % 1,83

1000 - 1300 3 5,00 4,17 % 2,49

1300 - 1700 4 6,00 4,17 % 7,32

1700 - 1800 1 10,00 4,17 % 5,83

1800 - 2000 2 4,50 4,17 % 0,66

2000 - 2100 1 3,00 4,17 % 1,17

2100 - 2200 1 1,75 4,17 % 2,42

Jumlah 24 100,00 100,00 % 27,70 27,62

Keterangan :

- Debit yang masuk ke reservoir yaitu konstan = (100/24) % = 4,17 %

- Debit yang keluar dari reservoar bervariasi tergantung pemakaian air minum.

- Jumlah suplai (%) = suplai perjam x jumlah jam

- Suplai (%) = jumlah suplai – jumlah pemakaian



Persentase Vol. Reservoar =

surplus+defisit2

27 ,70+27 ,622

= 27,66 %

Volume reservoar = 27,66 % Qrata-rata waktu

= 0,2766 0,8 m3/dtk 86400

= 19.119 m3

Dimensi Resrvoar

Tipe reservoar : Ground Reservoar dengan volume sebesar 19.119 m3.

Direncanakan reservoar dengan 2 kompartemen.

Kriteria desain kedalaman reservoir adalah 3 - 6 meter, sedangkan yang direncanakan

adalah 5 meter:

Luas melintang reservoar :

AC =

19 .119 5 = 3824 m2

Luas melintang untuk tiap kompartemen :

AC =

38242 = 1911,8 m2 = 1912 m2

P = L = 44 m

H = 5 m

Freeboard = 0.5 m

Perpipaan Reservoar

Pipa inlet

Debit inlet :



Qi = ½ x 0.8 m3 / detik = 0.4 m3/det

Kecepatan inlet desain, vi = 2 m / detik

Diameter pipa inlet : φ=[4⋅Qi

π⋅vi ]1/2

φ=[ 4 x 0,4π⋅2 ]

1 /2

= 0,51 m = 510 mm

Pipa outlet

Faktor peak, fp = 2,5

- Debit:

Qo = Qr fp

= 0,8 2,5

= 2m3/detik

- Kecepatan outlet disain, vo = 3 m / detik

- Diameter pipa outlet :

φ=[ 4⋅Qoπ⋅vo ]

1/2

φ=[ 4⋅2π⋅3 ]

1/2

= 0,92 m

= 920 mm



Pipa Penguras

- Tinggi pengurasan, Hk = 0.5 meter

- Volume pengurasan tiap kompartemen :

V = Panjang x Lebar x Hk

= 44 x 44 x 0.5

= 968 m3

- Waktu pengurasan, t = 2 jam

- Kecepatan pengurasan, Vd = 2,5 m / detik

- Debit pengurasan, Qd =

Vt

=

9682 x 60 x60

= 0.14 m3 / detik

- Diameter pipa, φd=[ 4⋅Qd

π⋅V d]1/2

φ=[ 4⋅0 , 021π⋅2,5 ]

1/2

= 0,14 m

= 140 mm

Pipa Overflow

- Debit overflow, Qof = Qi = 0,425 m3 / detik

- Kecepatan overflow, vof = vi = 2 m / detik

- Maka, Diameter overflow, of = i= 520 mm

Pipa Ventilasi



Direncanakan menggunakan 4 buah pipa ventilasi :

- Debit pengaliran udara untuk tiap pipa :

Qud = Qo - Qi / 4

=

2 ,125−0 ,4254

= 1,7 m3 / detik

- Kecepatan ventilasi udara yang didisain : vud = 4 m / detik

- Dimensi pipa ventilasi :

φ=[ 4⋅1,7π⋅4 ]

1/2

= 0,735 m ≈ 735 mm 750 mm






BAB VI

OPERASI DAN PEMELIHARAAN UNIT PB PAM

6.1 UNIT PENGAMBILAN AIR BAKU

Operasi sarana pengambilan air baku merupakan urutan kegiatan-kegiatan yang menangani

unsur-unsur pengambilan air baku agar sebagian dari air sungai dalam jumlah tertentu dapat diambil

untuk digunakan sebagai air baku dalam instalasi pengolahan secara kontinu. Dalam hal ini yang perlu

diperhatikan adalah pencatatan tinggi muka air yang berguna untuk perencanaan peningkatan kapasitas

produksi dan indikator ketersediaan air dalam sungai.

Pemeliharaan sarana pengambilan air baku merupakan kegiatan perawatan atas unsur-unsur

sarana pengambilan air baku yang bersifat mencegah kerusakan, dilaksanakan secara berkala serta

perbaikan bagi unsur-unsur yang mengalami kerusakan. Tujuan pemeliharan agar kontinuitas

pengambilan air baku ke instalasi pengolahan dapat dipertahankan.

6.2 UNIT PENGOLAHAN

Sarana pengolahan ini mecakup urutan kegiatan-kegiatan yang menangani proses pengolahan air

meliputi koagulasi, flokulasi, sedimentasi, dan filtrasi agar terjadi pemenuhan kapasitas pengolahan

sesuai dengan yang direncanakan.

Pemeliharaan unit ini bertujuan untuk mempertahankan efektivitas pengolahan agar tidak terjadi

penurunan kualitas air minum yang diproduksi. Dengan memperhatikan dan merawat kondisi unit

pengolahan dengan cara backwash dan ditunjang dengan pengecekan kualitas air minum secara rutin pada

laboratorium maka kualitas air minum ini dapat dipertahankan.



6.3 UNIT BACKWASH

Perlengkapan backwash juga harus diperhatikan agar tujuan backwash dapat dapat dilaksanakan

sesuai kondisi yang ada dan sesuai dengan jadwal yang ditentukan.

Pemeliharaan unit ini bersifat pencegahan kerusakan baik yang dilaksanakan secara berkala

maupun saat insidentil.

6.4 UNIT PENYIMPANAN AIR

Unit ini berfungsi untuk menyimpan atau menampung air bersih dari hasil unit pengolahan

sebelum didistribusikan. Selain fungsi tersebut, beberapa fungsi lain adalah :

1. Menjaga keseimbangan antara produksi air dengan pemakaian air.

2. Sebagai persediaan air darurat apabila terjadi kerusakan /pembersihan saran pengolahan air.

3. Sebagai tempat pencampuran air dengan bahan kimia desinfektan sehingga pencampuran

berlangsung merata.

4. Sebagai tempat pengendapan pasir atau kotoran lain yang terbawa dari unit pengolahan.

Operasi unit penampungan air bersih ini merupakan urutan kegiatan untuk menangani unsur-

unsur sarana air bersih agar terjadi keseimbangan antara debit produksi dengan debit pemakaian air sesuai

dengan jadwal yang ditetapkan dan seefisien mungkin. Penghentian penampungan air bersih ini

dilaksanakan apabila :

1. terjadi penyimpangan pada hasil produksi unit pengolahan yang tidak dapat diatasi tanpa

penghentian operasi pengolahan

2. unit penampungan air bersih tidak mampu lagi menampung tambahan hasil sarana produksi.

Pemeliharaan unit ini meliputi kegiatan-kegiatan perawatan atas unsur unit ini secara periodik untuk

kelangsungan operasi yang optimal dan pencegahan kerusakan serta perbaikan atas unsur sarana

penampungan air bersih jika terjadi kerusakan.






DAFTAR PUSTAKA

, 2010. Peraturan Menteri Kesehatan No. 492/Menkes/Per/IV/2010.

http://www.btklsby.go.id/wp-content/uploads/2010/07/PMK-4922010Persyaratan-Kualitas-Air-

Minum.pdf

Darmasetiawan, Martin. 2001. Teori dan Perencanaan Instalasi Pengolahan Air. Yayasan Suryono.

Bandung.

Totok, S. dan Suciastuti, E. 2002. Teknologi Penyediaan Air Bersih. PT Rineka Cipta. Jakarta.

Montgomery, James M., Consulting Engineers, Inc. 1985. Water Treatment Principles and Design. John

Wiley & Sons, Inc : Canada.

Metcalf and Eddy. Wastewater Engineering Collection and Pumping of Wastewater. 1981. Mc Graw Hill

Company. New York.

Reynolds, T.D. 1982. Unit Operations In Enviromental Engineering. Texas A & M Univercity; B/C

Engineering Division Boston, Massacusetts.

Al-Layla et. Al. 1980. Water Supply Engineering Design. Ann Arbor Science Publisher, Inc.

Kawamura, Susumu. 1991. Integrated Design of Water Treatment Facilities. John Wiley & Sons. New

York.

Droste, Ronald L. 1997. Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment. John Wiley & Sons,

Inc : Canada.

Lin, Shundar. 2001. Water and Wastewater Calculations Manual. Mc Graw Hill Book Company : USA.

Peavy, H.S., D.R. Rowe, G. Tchobanoglous. 1985. Environmental Engineering. Mc Graw-Hill, Inc :

Singapore.

Degremont. 1991. Water Treatment Handbook Vol 1. Lavoiser Publishing. Paris.


http://www.btklsby.go.id/wp-content/uploads/2010/07/PMK-4922010Persyaratan-Kualitas-Air-Minum.pdf

http://www.btklsby.go.id/wp-content/uploads/2010/07/PMK-4922010Persyaratan-Kualitas-Air-Minum.pdf


Degremont. 1991. Water Treatment Handbook Vol 2. Lavoiser Publishing. Paris.


PBPAM FajriHarish+pembatas

Documents