BAB VII HASIL PERENCANAAN UNIT UNIT INSTALASI PENGOLAHAN AIR MINUM

Transkripsi

1 BAB VII HASIL PERENCANAAN UNIT UNIT INSTALASI PENGOLAHAN AIR MINUM VII.1. Umum Pada bab ini diuraikan hasil perencanaan unit-unit Instalasi Pengolahan Air Minum Kota Kendari. Sedangkan perhitungan detail unitunit instalasi tersebut diuraikan pada Lampiran D, dan persamaanpersamaan yang digunakan telah diuraikan pada Bab VI. VII.2. Intake Struktur intake dibangun pada sumber air baku dengan tujuan utama mengumpulkan air untuk instalasi pengolahan air minum. Pada perencanaan ini akan dibuat dua buah intake. Masing-masing intake akan dilengkapi oleh : Bar screen Saluran intake Pintu air Bak pengumpul Sistem transmisi Bar screen Bar Screen adalah unit mekanis yang berfungsi menyisihkan benda-benda kasar, seperti batangan kayu yang terapung sehingga tidak mengganggu kinerja unit-unit selanjutnya. Kriteria Desain : Jarak antar batang, b = 1-2 Tebal batang, w = 0,8-1,0 Kecepatan aliran saat melalui batang, v = 0,3 0,75 m/det Panjang penampang batang, p = 1,0 1,5 Kemiringan batang dari horizontal, α = Headloss maksimum, h L = 6 VII-1

2 Debit perencanaan, Q = 0,37 m 3 /det Jarak antar batang, b = 2 = 5,08 cm Tebal batang, w = 1 = 2,54 cm Kecepatan aliran saat melalui batang, V = 0,6 m/det Kemiringan batang, θ = 60 Batang berbentuk bulat dengan faktor Kirschmer, β = 1,79 Perbandingan lebar dan kedalaman saluran, L : h = 2 : 1 Jumlah bar screen = 2 buah Dimensi saluran - Kedalaman saluran, h = 0,4 m - Lebar saluran, L = 0,8 m - Panjang saluran untuk kisi, p = 1 m - Freeboard, f = 1,3 m Jumlah batang, n = 10 Jumlah bukaan, s = 11 Lebar bukaan koreksi, b = 0,05 m Kehilangan tekan melalui batang, H L = 1,7 cm Tinggi muka air setelah batang, Y = 33 cm Saluran intake Saluran intake merupakan saluran yang mengalirkan air baku dari sumber air menuju bak pengumpul. Kriteria Desain : v = 0,6 1,5 m/s, hal ini untuk mencegah sedimentasi pada saluran intake. Kecepatan aliran pada kedalaman minimum harus lebih besar dari 0,6 m/det. Kecepatan aliran pada kedalaman maksimum harus lebih kecil dari 1,5 m/det. Debit perencanaan saluran, Q = 0,185 m 3 /det VII-2

3 Saluran terbuat dari beton dengan bentuk persegi memiliki koefisien kekasaran Manning, n = 0,013. Panjang saluran intake, p = 5 m. Saluran ini terdiri dari beberapa bagian, yaitu : - Panjang antara mulut saluran dengan barscreen, p 1 = 1 m - Panjang antara barscreen dengan pintu air, p 2 = 2 m - Panjang antara pintu air dengan bak pengumpul, p 3 = 2 m Tinggi muka air di dalam saluran pada beberapa kondisi : - Y min = 0,25 m - Y maks = 0,6 m - Y ave = 0,35 m Jari-jari hidrolis : - Jari-jari hidrolis saat Y min, R min = 0,154 m - Jari-jari hidrolis saat Y ave, R ave = 0,187 m - Jari-jari hidrolis saat Y max, R max = 0,24 m Kemiringan saluran, S = 1 x 10-3 Kontrol aliran : - Kecepatan saat Y maks, V maks = 0,94 m/det - Kecepatan saat Y ave, V ave = 0,79 m/det - Kecepatan saat Y min, V min = 0,7 m/det Kehilangan tekan antara mulut saluran dan barscreen, Hp 1 = 0,1 cm Kehilangan tekan antara barscreen dan pintu air, Hp 2 = 0,2 cm Kehilangan tekan pada saluran setelah pintu air, Hp 3 = 0,2 cm Pintu air Pintu air dalam saluran intake diperlukan untuk mengatur debit pengaliran agar sesuai dengan keinginan. Selain itu juga, dipergunakan untuk menghentikan aliran ke dalam bak pengumpul ketika akan dilakukan pemeliharaan. Kriteria Desain : Lebar pintu air, L p < 3 m Kecepatan aliran, v p < 1 m/det VII-3

4 Debit perencanaan, Q = 0,185 m 3 /det Lebar pintu air, L p = 0,8 m Kecepatan aliran, v p = 0,6 m/det Tinggi bukaan pintu air, h f = 0,38 m Kehilangan tekan, H L = 16 cm Bak pengumpul Bak pengumpul ini memiliki fungsi untuk mengumpulkan air baku yang masuk melalui pintu air sebelum dialirkan menuju instalasi pengolahan air minum. Kriteria Desain : Waktu tinggal di dalam bak pengumpul maksimal 20 menit. Dinding saluran dibuat kedap air dan konstruksinya terbuat dari beton bertulang dengan ketebalan minimum 20 cm. Jumlah bak, n = 1 Debit perencanaan, Q = 0,37 m 3 /det Waktu detensi, t d = 30 detik Elevasi muka sungai pada berbagai kondisi : - H maks : +4,35 m - H ave : +4,1 m - H min : +4 m Elevasi muka tanah : +5,1 m Dasar bak ditetapkan 1,5 m di bawah LWL Perbandingan panjang dan lebar, p : l = 2 : 1 Volume, V = 11,1 m 3 Elevasi dasar bak, E db = +3 m Kedalaman efektif, h = 1,35 m Dimensi bak : - Panjang, p = 4 m VII-4

5 - Lebar, L = 2 m - Freeboard = 1 m Pada bagian tengah bak diberi sekat setebal 10 cm untuk menjaga kontinuitas air baku apabila dilakukan pengurasan bak. Pengurasan bak dilakukan dengan menggunakan pompa yang memiliki head 10 m. Pipa penguras berukuran 6 inchi. Sistem transmisi Sistem transmisi merupakan sistem untuk mentransmisikan air baku dari intake menuju ke instalasi pengolahan air minum. Sistem ini terdiri dari sistem perpipaan dan sistem pemompaan. Kriteria Desain : Kecepatan dalam pipa hisap 1 1,5 m/det Beda ketinggian antara tinggi air minimum (LWL) dan pusat pompa tidak lebih dari 3,7 m. Jika pompa diletakkan lebih tinggi dari LWL, jarak penyedotan harus lebih kecil dari 4 m Lebih diutamakan peletakan pompa di bawah LWL, apabila memang lebih ekonomis. Debit perencanaan, Q = 0,37 m 3 /det Jumlah pompa, n = 3 buah (2 operasional + 1 cadangan) Kecepatan aliran air pada pipa hisap adalah 1,4 m/det Kapasitas tiap pompa, q = 0,185 m 3 /det Diameter pipa hisap dan pipa tekan, d = 16 inchi Kecepatan melalui pipa hisap dan pipa tekan, V = 1,43 m/det Diameter pipa transmisi, d t = 20 inchi Kecepatan melalui pipa transmisi, V t = 1,8 m/det Pipa Hisap Pipa hisap pada sistem pemompaan ini direncanakan memiliki peralatan sebagai berikut : VII-5

6 Pipa lurus : ø = 16, L = 5 m, f = 0, buah strainer : ø = 16, k = 2,5 1 buah elbow 90 : ø = 16, k = 0,3 1 buah inlet pompa : ø = 16, k = 0,25 Kehilangan tekan melalui pipa hisap : Kehilangan tekan melalui pipa lurus, ΔH mayor = 0,029 m Kehilangan tekan melalui aksesoris, ΔH minor = 0,317 m Kehilangan tekan melalui pipa hisap, ΔH h = 346 cm Pipa Tekan Pipa tekan memiliki peralatan sebagai berikut : Pipa lurus : ø = 16, L = 2 m, f = 0, buah oulet pompa : ø = 16, k = 0,25 1 buah check valve : ø = 16, k = 2,3 1 buah gate valve : ø = 16, k = 0,2 1 buah elbow 90 : ø = 16, k = 0,3 1 buah tee 45 : ø = 16-20, k = 0,6 Pipa lurus : ø = 20", L = 17 km, f = 0, buah elbow 45 : ø = 20", k = 0,1 Kehilangan tekan melalui pipa tekan : Kehilangan tekan melalui pipa lurus, ΔH mayor = 123,791 m Kehilangan tekan melalui aksesoris, ΔH minor = 0,450 m Kehilangan tekan melalui pipa tekan, ΔH t = 124,241 m Kebutuhan Pompa Transmisi : Head Statis, H s = 27,382 m Kehilangan tekan selama pemompaan, ΔH = 128 m Head pompa yang diperlukan, H p = 155,4 m Head pompa yang disediakan sebesar 160 m Efisiensi pompa, η = 0,85 Daya pompa yang dibutuhkan, P = 330 kwatt Pompa yang akan dipakai memiliki motor dgn kekuatan 350 kwatt (Toroshima pump). VII-6

7 VII.3. Bak Penenang Bak penenang berfungsi sebagai penstabil aliran yang masuk dari intake. Pada bak penenang ini juga dilakukan penyisihan besi dengan penambahan oksidator. Oksidator yang digunakan adalah kaporit. Perhitungan bak pembubuh kaporit dapat dilihat pada pehitungan dimensi bak pembubuh kaporit untuk disinfeksi. Kriteria Desain : Bak penenang dapat berbentuk bulat maupun persegi panjang. Pipa overflow harus dapat mengalirkan minimum 1/5 x debit inflow. Freeboard dari bak penenang sekurang-kurangnya 60 cm. Waktu detensi bak penenang > 1,5 menit Kedalaman bak penenang 3 5 m. Biasanya dilengkapi dengan V-notch 90 sebagai pengukur debit aliran. Jumlah bak penenang, n = 1 buah Debit perencanaan untuk tiap bak, Q = 0,18 m 3 /det Bak penenang berbentuk persegi panjang dengan perbandingan panjang dan lebar, p : L = 3 : 1 Pipa overflow mengalirkan 1/3 x debit inflow, q of = 0,06 m 3 /det Kecepatan aliran pada pipa overflow sama dengan laju aliran air yang masuk ke dalam bak penenang, V of = 1,8 m/det Freeboard = 60 cm Waktu detensi, t d = 20 menit Kedalaman bak penenang, h = 4 m Pada akhir bak penenang dilengkapi dengan V-notch 90 sebagai pengukur debit air baku. Volume bak penenang, V = 216 m 3 Dimensi bak penenang : - Panjang bak penenang, p = 12,7 m - Lebar bak penenang, L = 4,3 m - Freeboard = 60 cm VII-7

8 Diameter pipa overflow, d of = 8 inchi Tinggi muka air di atas V-notch 90, H = 44 cm Freeboard = 60 cm Lebar bukaan V-notch 90, b = 128 cm Kebutuhan Kaporit Debit Pengolahan, q = 0,18 m 3 /det Oksidator yang akan digunakan adalah kaporit dalam bentuk padatan. Pembubuhan kaporit ke dalam bak pembubuh dilakukan 24 jam sekali. Jumlah bak pembubuh adalah 2 (1 operasional 1 cadangan) dengan bentuk silinder. Dosis kaporit (52%Cl 2 ) = 2,048 mg/l Berat Jenis kaporit, ρ kpr = 0,86 Kg/L Konsentrasi kaporit, C kpr = 10% Kebutuhan kaporit, m kpr = 31,9 Kg/hari Volume kaporit tiap pembubuhan, V kpr = 0,0371 m 3 Volume pelarut, V air = 0,29 m 3 Volume larutan, V = 0,327 m 3 Desain Sistem Outlet Sistem outlet pada unit ini berupa saluran perpipaan dengan kecepatan aliran 2 m/det dan panjang pipa outlet terjauh, L = 15 m. Debit air yang melalui pipa adalah 0,18 m 3 /det. Diameter pipa outlet, d = 14 inchi Kecepatan aliran sebenarnya pada outlet, V =1,8 m/det Panjang pipa terjauh direncanakan, L = 15 m Kehilangan tekan sepanjang pipa outlet, H mayor = 0,17 m Kehilangan tekan akibat aksesoris pipa, H minor = o,198 m Kehilangan tekan pada sistem outlet, ΔH out = 0,358 m VII-8

9 VII.4. Koagulasi Unit koagulasi berfungsi sebagai tempat membubuhkan koagulan ke dalam air baku yang akan diolah. Unit koagulasi yang digunakan pada instalasi pengolahan air minum ini adalah koagulasi tipe hidrolis dengan menggunakan terjunan. Unit koagulasi ini dilengkapi oleh saluran menuju bak koagulasi, bak koagulasi, bak pembubuh koagulan, dan pompa pembubuh. Kriteria Desain : Gradien Kecepatan, Gt d = (det -1 ) (Reynolds, 1982) Waktu Detensi, t d = detik (Reynolds, 1982) Headloss, h L 0,6 m (Kawamura, 1991) Ketinggian pencampuran, Hp 0,3 m (Schulz&Okun, 1984) Bilangan Froud, Fr 1 2 (Schulz&Okun, 1984) Rasio Kedalaman, Y 2 /Y 1 > 2,83 (Schulz&Okun, 1984) Jumlah bak, n = 1 Tinggi terjunan, H = 2 m Lebar terjunan, b = 1 m Lebar bak, w = 1 m Gradien, G = 1000/det Waktu detensi, t d = 20 det Debit perencanaan, Q = 0,18 m 3 /det Headloss, H L = 1,77 m Bilangan terjunan, D = 5,407 x 10-4 Panjang terjunan, L d =1,128 m Kedalaman air di beberapa titik : - Kedalaman air di titik 1, Y 1 = 0,04 m - Kedalaman air di titik 2, Y 2 = 0,4 m Kontrol Aliran : Y - 2 = 10 Y 1 VII-9

10 - Bilangan Froud, F = 7,42 Panjang loncatan, L = 2,45 Panjang bak setelah loncatan, L b = 8,2 m Asumsi : - Waktu loncatan hidrolis, t 2 = 2 det - Waktu terjunan, t 1 = 2 det Panjang bak koagulasi, L min = 11,8 m Freeboard = 20 cm Kedalaman bak = 60 cm Saluran Menuju Koagulasi Saluran terbuat dari beton dengan nilai koefisien Manning, n = 0,013 Lebar saluran, L = 30 cm Panjang saluran, p = 5 m Tinggi muka air di atas saluran, h sal = 0,17 m Freeboard saluran = 0,53 m Kedalaman saluran, H sal = 0,7 m Kecepatan pada saluran, V sal = 4,04 m/det Kemiringan saluran, S = 0,08 Headloss pada saluran, H L = 0,4 m Bak Pembubuh Koagulan Debit Pengolahan, q = 0,18 m 3 /det Koagulan yang akan digunakan adalah Al 2 (SO 4 ) 3 dalam bentuk slump (slurry). Pembubuhan alum ke dalam bak pembubuh dilakukan 24 jam sekali. Jumlah bak pembubuh adalah 2 (1 operasional 1 cadangan) Bentuk bak pembubuh adalah silinder. Dosis alum (100%) = 30 mg/l Berat Jenis alum, ρ Al = 2,71 Kg/L Konsentrasi alum, C Al = 10% VII-10

11 Kebutuhan alum, m Al = 466,56 Kg/hari Debit alum, q Al = 172,16 L/hari Volume alum tiap pembubuhan, V Al = 0,172 m 3 Volume pelarut, V air = 4,2 m 3 Volume larutan, V = 4,372 m 3 Dimensi bak pembubuh : - Diameter bak pembubuh, d = 2 m - Ketinggian bak pembubuh, d = 1,39 m - Freeboard = 21 cm Pompa Pembubuh Jumlah pompa adalah 2 (1 operasional 1 cadangan) Efisiensi pompa, η = 0,85 Head pompa disediakan, H = 10 m Debit larutan alum, q l = 4,372 m 3 /hari = 5,06 x 10-5 m 3 /det Massa jenis larutan, ρ l = 1108 Kg/m 3 Daya pompa, P =6,47 watt ( daya yang disediakan 80 Watt) VII.5 Flokulasi Flokulasi adalah tahap pengadukan lambat yang mengikuti unit pengaduk cepat, dengan tujuan mempercepat laju tumbukan partikel. Pada IPAM ini flokulasi akan dilakukan dengan menggunakan vertical baffle channel (around-the-end baffles channel). Kriteria Desain : Parameter Satuan Nilai Sumber G x td Droste, 1997 Gradien Kecepatan, G dtk Droste, 1997 Waktu detensi, td menit Droste, 1997 Kecepatan aliran dalam bak, v m/s 0,1 0,4 Huisman, 1981 Jarak antar baffle, l m >0.45 Schulz&Okun, 1984 Koefisien gesekan, k Bhargava&Ojha, 1993 Banyak saluran, n 6 Kawamura, 1991 VII-11

12 Kapasitas Pengolahan, Q = 0,18 m 3 /det Jumlah bak, n = 2 Jumlah kompartemen tiap bak = 2 Tebal sekat, t = 10 cm Gradien Kecepatan dan waktu detensi, G & t d : Kompartemen G t d G x t d det -1 det I II Kapasitas tiap bak, q = 0,09 m 3 /det Kompartemen I Gradien kecepatan, G = 55/det Waktu detensi, t d = 420 det Direncanakan dimensi saluran : - Lebar saluran, l 1 = 0,4 m - Kedalaman bak, h = 5 m - Jumlah saluran, n = 6 - Lebar belokan, w = 0,3 m Lebar bak, L = 3,2 m Headloss, H 1 = 0,124 m Kehilangan tekan di belokan, H b = 0,008 Σ G x t d Kehilangan tekan pada saat lurus, H L = 0,116 m Kompartemen II Gradien kecepatan, G = 30/det Waktu detensi, t d = 660 det Direncanakan dimensi saluran : - Kedalaman bak, h = 5 m - Lebar bak, L = 3,2 m - Jumlah saluran, n = 6 - Lebar belokan, w = 0,4 m VII-12

13 Lebar saluran, l 2 = 0,62 m Headloss, H 2 = 0,058 m Kehilangan tekan di belokan, H b = 0,005 m Kehilangan tekan pada saat lurus, H L = 0,053 m Volume kompartemen sebenarnya, V 2 = 59,52 m 3 Waktu detensi sebenarnya, t d = 661 m/det Kontrol Aliran Volume total, V tot = 97,32 m 3 Waktu detensi total, t dtot = 1081 det Kehilangan tekan total, H tot = 0,182 m G x t d total, Gt dtot = (OK) Kedalaman air di akhir saluran, h = 4,818 m Dimensi Bak Flokulasi Lebar bak, L = 3,2 m Lebar saluran pada kompartemen I, l 1 = 0,4 m Lebar saluran pada kompartemen II, l 2 = 0,62 m Lebar belokan pada kompartemen I, w 1 = 0,3 m Lebar belokan pada kompartemen II, w 2 = 0,4 m Tebal sekal, t = 0,1 m Kedalaman bak, h = 5 m Panjang, p = 7,22 m Freeboard = 0,3 m Pintu Air Pada inlet dipasang pintu air dengan kondisi : Lebar bukaan, L p = 0,5 m Tinggi bukaan pintu air, h f = 0,3 m Kehilangan tekan melalui pintu air, h p = 0,146 m VII-13

14 Saluran Outlet Saluran outlet terbuat dari beton (n=0,013). Saluran ini terhubung langsung dengan saluran inlet dari unit sedimentasi. Direncanakan dimensi saluran : Panjang saluran, p = 1 m Kecepatan pada saluran outlet, V out = 0,25 m/det Kedalaman air di saluran outlet, h : h = Kedalaman air di akhir flokulasi = 4,818 m Freeboard = 0,25 m Lebar saluran outlet, L = 0,5 m Kemiringan saluran, S = 0, Kehilangan tekan di saluran outlet, H L = 0,08 cm VII.6 Sedimentasi Pada perencanaan instalasi pengolahan air minum ini, sedimentasi diperuntukkan untuk mengendapkan partikel-partikel flok yang dihasilkan baik dari proses koagulasi-flokulasi oleh alum maupun dari proses pemisahan besi (preklorinasi) oleh kaporit. Proses sedimentasi akan dibantu dengan pemasangan plate settler. α Gambar VII.1. Skema Plate Settler Zona Pengendapan Kriteria Desain : Jumlah bak minimum : J b = 2 VII-14

15 Kedalaman air : h = 3 5 m Rasio panjang dan lebar bak : p : l = (4-6) : 1 Rasio lebar bak dan kedalaman air : l : h = (3-6) : 1 Freeboard : fb = 0.6 m Kecepatan aliran rata-rata : V o = m/min Waktu detensi : t d = 5 20 menit Beban permukaan : Vs = m 3 /m 2 -jam Beban pelimpah : W l < 12.5 m 3 /m-jam Kemiringan plate settler : α = Jarak tegak lurus antar plate settler : w = mm Bilangan Reynolds : N Re < 2000 Bilangan Froud : N Fr > 10-5 Perfomance bak : n = 1/8 (sangat baik) Jumlah bak sedimentasi, n = 4 Lebar bak sedimentasi, L = 3 m Kedalaman zona pengendapan, H = 1,5 m Jarak tegak lurus antar plate settler, w = 50 mm Kemiringan plate settler, α = 60 Efisiensi penyisihan partikel flok, η = 95% Performance bak sangat baik, n = 1/8 Kecepatan pengendapan partikel flok alum, V s = 0,05 cm/det Kapasitas tiap bak, Q = 0,045 m 3 /det Beban permukaan, Q/A s = 1,4 x 10-4 m/det Tinggi pengendapan, z = 0,1 m Panjang plate, p = 1,73 m Panjang zona pengendapan, p = 1,76 m Kecepatan horizontal di dalam plate, V o = 0,15 m/menit Waktu detensi, t d = 357 det Debit per satu kolom plate, q = 3,75 x 10-4 m 3 /det Jumlah plate yang dibutuhkan, n = 121 buah VII-15

16 Panjang zona plate settler, P z = 8 m Panjang zona pengendapan tanpa plate settler, P i = 3 Pada bagian awal zona pengendapan diberikan wilayah tanpa plate settler untuk menghasilkan aliran yang lebih laminar sebelum air baku masuk ke dalam plate settler Panjang zona pengendapan tanpa plate settler ini direncanakan sama dengan tinggi zona pengendapan. Panjang total zona pengendapan, P t = 11 m Jarak muka air dengan plate, h l = 0,5 m Jarak plate dengan dasar zona sedimentasi, h p = 1 m Kedalaman total bak, H tot = 3 m Dimensi bak sedimentasi : - Lebar bak, L = 3 m - Panjang bak, P = 11 m - Kedalaman bak, H = 3 m - Freeboard, fb = 0,6 m Kontrol Aliran Jari-jari hidrolis, R = 0,025 m Bilangan Reynolds, N Re = 71,03 Bilangan Froude, N Fr = 2,55 x 10-5 Zona Inlet Kriteria Desain : Headloss pada bukaan, h Lb = 0,3 0,9 mm Diameter bukaan orifice, ø or = 0,075 0,2 m Jarak antar pusat bukaan orifice, w or = 0,25 0,5 m Kedalaman saluran inlet, H = 0,7 m Kecepatan aliran, V h = 0,15 m/det Koefisien saluran beton, n = 0,013 Panjang saluran, L = 12,6 m Diameter bukaan orifice, ø or = 0,1 m Jarak antar pusat bukaan orifice, w or = 0,3 m VII-16

17 Lebar saluran inlet, w = 0,5 m Kecepatan aliran sebenarnya, V h = 0,13 m/det Slope saluran, S = 3 x 10-3 Bilangan Reynolds, N Re = Bilangan Froude, N Fr = 0,01 Headloss saluran, H L = 3,8 x 10-4 Orifice : Jumlah orifice tiap bak, n = 25 Debit tiap orifice, Q or = 0,0018 m 3 /det Kecepatan aliran pada orifice, V or = 0,23 m/det Kehilangan tekan pada orifice, H L = 0,1 cm Bilangan Reynolds, N Re = 6535 Bilangan Froud, N Fr = 0,2 Pintu Air Pada inlet dipasang pintu air dengan kondisi : Lebar bukaan, L p = 0,5 m Tinggi bukaan pintu air, h f = 0,3 m Kehilangan tekan melalui pintu air, h p = 0,073 m Zona Outlet Kriteria Desain : Beban pelimpah : W l < 12,5 m 3 /m-jam Pelimpah berupa mercu tajam. Beban pelimpah, W l = 12 m 3 /m-jam = 0,0033 m 3 /m-det Pelimpah Panjang pelimpah total yang dibutuhkan, P ptot = 13,66 m Panjang pelimpah = panjang total plate secara mendatar, P p = 7 m Jumlah pelimpah, n = 2 buah Beban pelimpah sebenarnya, W l = 1,6 x 10-3 m 3 /m-det VII-17

18 Tinggi muka air di atas pelimpah, h = 0,015 m Saluran Pelimpah Panjang saluran pelimpah, P sal = 14 m Lebar saluran pelimpah direncanakan, L p = 0,3 m Ketinggian muka air di atas saluran, h = 0,23 m Free board = 0,17 m Kedalaman saluran pelimpah, H = 0,4 m Bilangan terjunan, D = 1,73 x 10-5 Panjang terjunan, L d = 0,09 m Panjang terjunan dapat ditampung oleh saluran sehingga lebar saluran dapat diterima. Saluran Outlet Lebar saluran direncanakan, L = 1 m Panjang saluran, P = 2 m Debit aliran, Q = 0,045 m 3 /det Antara saluran pengumpul dan saluran outlet digunakan terjunan dengan tinggi, H = 10 cm Tinggi muka air di atas saluran outlet minimal 30 cm, h out = 30 cm. Kecepatan aliran di saluran outlet, V out = 0,6 m/det Kemiringan saluran, S = 5 x 10-4 Kehilangan tekan, H L = 1 x 10-3 Zona Lumpur Panjang ruang lumpur, P = 11 m Lebar ruang lumpur, L = 3 m Kedalaman ruang lumpur, h = 1 m Ruang lumpur berbentuk limas terpancung dengan kedalaman pancungan, h p = 0,5 m Volume limas, V = 11 m 3 Berat lumpur kering yang dihasilkan, m lk = 34,9 mg/l air Massa jenis lumpur kering, ρ lk = 2200 kg/m 3 VII-18

19 Kadar air dalam lumpur, C w = 98% Berat lumpur, m l = 1745 mg/l air Massa jenis lumpur, ρ l = 1008,06 kg/m 3 Volume lumpur, V l = 1,73 x 10-6 m 3 /L air Debit lumpur, q l = 0,28 m 3 /jam Periode pengurasan ruang lumpur, T = 40 jam Untuk memudahkan pelaksanaan pengurasan ruang lumpur di lapangan maka pengurasan ruang lumpur dilakukan 48 jam sekali. Pipa Drain Lumpur Jarak antara katup penguras dengan sludge drying bed adalah 20 m Waktu pengurasan lumpur, t = 8 menit Diameter pipa penguras, d = 6 inchi = 15,24 cm Volume lumpur yang dikeluarkan setiap periode pengurasan, V p = 13,44 m 3 Debit pengurasan lumpur, Q = 0,0224 m 3 /det Kecepatan aliran lumpur pada saat pengurasan, V = 1,23 m/det Kemiringan pipa, S = 0,014 Kehilangan tekan pada sistem perpipaan, H L = 0,28 m VII.7. Filtrasi Proses filtrasi digunakan untuk menyisihkan padatan yang masih tersisa dalam air baku setelah melalui proses sedimentasi. Pada instalasi pengolahan air minum ini jenis filtrasi yang akan digunakan adalah Saringan Pasir Cepat tipe gravitasi dengan media ganda, yaitu pasir dan antrasit. Kriteria Desain : Ketinggian air di atas pasir : cm Kedalaman media penyangga : 15,24 60,96 cm Ukuran efektif media penyangga : 0,16 5,08 cm Perbandingan panjang dan lebar bak filtrasi : (1-2) : 1 Kecepatan aliran saat backwash : m 3 /hari-m 2 Ekspansi media filter : % Waktu untuk backwash : 3 10 menit VII-19

20 Jumlah bak minimum : 2 buah Jumlah air untuk backwash : 1 6 % air terfiltrasi Kriteria desain untuk saringan pasir cepat menurut Reynolds (1982) : Karakteristik Satuan Nilai Rentang Tipikal Antrasit Kedalaman cm 45,72-60,96 60,96 Ukuran Efektif mm 0,9-1,1 1,0 Koefisien Keseragaman 1,6-1,8 1,7 Pasir Kedalaman cm 15,24-20,32 15,24 Ukuran Efektif mm 0,45-0,55 0,5 Koefisien Keseragaman 1,5-1,7 1,6 Laju Filtrasi m 3 /hr-m ,35 293,34 Kriteria desain unit saringan pasir cepat berdasarkan Fair, Geyer, dan Okun ( 1968) : Dimensi Bak dan Media Filtrasi Kecepatan Filtrasi : 0, , m/det Kecepatan backwash : m/jam Luas permukaan filter : m 2 Ukuran media : - Ukuran efektif : 0,5 0,6 mm - Koefisien keseragaman : 1,5 - Tebal media penyaring : 0,45 2 m - Tebal media penunjang : 0,15 0,65 m Sistem Underdrain Luas orifice : Luas media : (1,5 5) x 10-3 : 1 Luas lateral : Luas orifice : (2 4) : 1 Luas manifold : Luas lateral : (1,5 3) : 1 Diameter orifice : 0,25 0,75 inchi Jarak antar orifice terdekat : 3 12 inchi Jarak antar pusat lateral terdekat : 3 12 inchi Pengaturan Aliran Kecepatan aliran dalam saluran inlet, Vin : 0,6 1,8 m/det VII-20

21 Kecepatan aliran dalam saluran outlet, Vout : 0,9 1,8 m/det Kecepatan dalam saluran pencuci, Vp : 1,5 3,7 m/det Kecepatan dalam saluran pembuangan, Vb : 1,2 2,5 m/det Media Fitrasi Debit perencanaan, Q = 0,18 m 3 /det Kecepatan filtrasi, V f = 0,002 m 3 /det-m 2 Kecepatan backwash, V b = 0,017 m 3 /det-m 2 Panjang : Lebar bak, p : l = 2 : 1 Ukuran media penyaring : Keterangan Satuan Media Penyaring Pasir Antrasit Kedalaman media cm Ukuran efektif mm 0,45 1,1 Koef keseragaman 1,5 1,6 Spesifik Gravity 2,65 1,6 Spheritas 0,82 0,72 Porositas 0,42 0,42 Media penyangga berupa kerikil yang terdiri dari 5 lapisan Waktu backwash, t b = 5 menit Tinggi air diatas pasir, h a = 1 m Sistem Underdrain Luas orifice : Luas media = 3 x 10-3 : 1 Luas lateral : Luas orifice = 2 : 1 Luas manifold : Luas lateral = 1,5 : 1 Diameter orifice, ø or = 0,5 inchi Jarak antar pusat lateral terdekat = 5 inchi Pengaturan Aliran Kecepatan aliran dalam saluran inlet, V in = 1 m/det Kecepatan aliran dalam saluran outlet, V out = 1 m/det Kecepatan dalam saluran pencuci, V p = 3 m/det Kecepatan dalam saluran pembuangan, V b = 2 m/det VII-21

22 Perhitungan : Desain Media Filtrasi Karakteristik Media Penyaring Pasir - ES : 0,45 - UC : 1,5 - SG : 2,65 - Ф : 0,83 (untuk butiran berbentuk bulat) - ε : 0,42 - Kedalaman media pasir : 60 cm - Distribusi lapisan media pasir : Antrasit Diameter Di Berat Tebal Lapisan mm mm % cm 0,27-0,37 0,32 8,34 5,004 0,37-0,49 0,43 33,39 20,034 0,49-0,65 0,57 58,27 34,962 ES : 1,1 UC : 1,6 SG : 1,6 Ф : 0,72 ε : 0,42 Kedalaman media antrasit : 20 cm Agar tidak terjadi intermixing pada setelah pencucian maka diameter antrasit yang digunakan harus memenuhi persyaratan yaitu : dimana : d d 1 2 ρ = ρ 2 1 ρ ρ d 1 = diameter pasir terbesar d 2 = diameter antrasit terkecil yang digunakan ρ 1 ρ 2 = spesific gravity antrasit = spesific gravity pasir VII-22

23 d d 1 2 0,57 mm 1,6 1 = d2 2,65 1 d = 1,12 mm 2 ρ2 ρ = ρ1 ρ Jadi, agar intermixing tidak terjadi diameter antrasit terkecil yang boleh digunakan adalah 1,12 mm. Distribusi lapisan media antrasit : Diameter di Berat Tebal Lapisan mm mm % cm 0,97-1,24 1,12 18,08 3,616 1,24-1,57 1,405 33,41 6,682 1,57-1,87 1,72 48,51 9,702 Karakteristik Media Penyangga (Kerikil) - Ф = 0,95 - SG = 2,65 - ε = 0,40 - Ketebalan media kumulatif (Fair, Geyer & Okun, 1958), L : ( log d + 1,4), = 12 L = k k Distribusi lapisan media penyangga : Diameter Tebal Kum Tebal Lapisan inchi inchi inchi Cm 0,10 4,80 4,80 12,19 0,40 12,02 7,22 18,35 0,90 16,25 4,23 10,73 1,60 19,25 3,00 7,62 2,50 21,58 2,33 5,91 Total 54,80 Kedalaman media penyangga : 54,80 cm 55 cm Bak Filtrasi Kapasitas pengolahan, Q = 0,18 m 3 /det = 4,11 MGD Kecepatan filtrasi direncanakan, V f = 0,002 m 3 /det-m 2 Jumlah bak filtrasi, N : 3 bak (+ 1 cadangan) Kapasitas tiap bak, q = 0,045 m 3 /det Dimensi bak : Panjang, p = 6 m VII-23

24 Lebar, l = 3 m Kecepatan filtrasi sebenarnya, V f = 0,0025 m/det Kontrol Operasi Bila hanya 3 bak yang beroperasi maka, q = 0,06 m 3 /det Kecepatan filtrasi, V f = 0,0033 m/det Desain Sistem Underdrain Sistem underdrain pada saringan pasir cepat ini terdiri dari orifice, pipa lateral, dan pipa manifold. Orifice : Diameter orifice, d or = 0,5 inchi = 1,27 cm Luas orifice, A or = 1,27 x 10-4 m 2 Luas total orifice, A ortot = 0,054 m 2 Jumlah orifice, n or = 425 Pipa Lateral : Direncanakan jarak lateral dengan dinding filter = 25 cm Luas pipa lateral : Luas orifice = 2 : 1 Luas lateral total, A ltot = 0,108 m 2 Panjang manifold = panjang bak, p m = 6 m Jarak antar pipa lateral, j l = 5 inchi = 12,7 cm Jumlah pipa lateral, n l = 94 pipa Luas per lateral, A l =1,1 x 10-3 m 2 Diameter lateral, d l = 2 inchi Jumlah orifice per lateral, n ol = 5 lubang Pipa Manifold : Luas manifold : Luas lateral = 1,5 : 1 Luas manifold, A m = 0,216 m 2 Diameter manifold, d m = 24 inchi Luas manifold sebenarnya, A m = 0,29 m 2 Panjang lateral, p l = 1 m Jarak antar orifice, j or = 0,2 m Cek : Jumlah orifice total sebenarnya, n or = 470 VII-24

25 Luas orifice total sebenarnya, A ortot = 0,06 m 2 Luas orifice : Luas media = 3 x 10-3 : 1 Luas lateral total sebenarnya, A ltot = 0,19 m 2 Luas lateral : Luas orifice = 3,5 : 1 Luas manifold : Luas lateral = 1,5 :1 Kehilangan Tekan Pada Saat Permulaan Filtrasi Kehilangan tekan pada media pasir, h p = 0,54 m Kehilangan tekan pada media antrasit, h a = 0,027 m Kehilangan tekan pada media kerikil, h k = 0,005 m Kehilangan tekan melalui orifice, h or = 0,048 m Kehilangan tekan melalui lateral, h l = 5 x 10-4 m Kehilangan tekan melalui manifold, h m = 1 x 10-4 m Total kehilangan tekan, ΔH = 0,621 m Ketinggian air maksimum, H maks = 1 m Ketinggian bak filtrasi, H = 3 m Freeboard = 100 cm Desain Sistem Inlet Sistem inlet pada unit filtrasi ini direncanakan terdiri dari saluran inlet dan zona inlet. Saluran Inlet Saluran inlet merupakan sistem perpipaan yang menghubungkan unit sedimentasi dengan unit filtrasi. Kecepatan pengaliran direncanakan 1,5 m/det dengan debit yang melalui pipa adalah 0,045 m 3 /det. Diameter pipa inlet, d = 8 inchi Kecepatan aliran sebenarnya pada inlet, V = 1,39 m/det Panjang pipa terjauh direncanakan, L = 1,5 m Kehilangan tekan sepanjang pipa inlet, H mayor = 0,399 m Kehilangan tekan akibat aksesoris pipa, H minor = 0,168 m Kehilangan tekan pada saluran inlet, ΔH in = 0,567 m Zona Inlet Zona inlet direncanakan memiliki dimensi sebagai berikut : Lebar zona inlet = lebar bak filtrasi, l = 3 m VII-25

26 Panjang zona inlet, p = 0,5 m Kedalaman zona inlet, h = 1 m Desain Sistem Outlet Sistem outlet pada unit ini berupa saluran perpipaan dengan kecepatan aliran 1 m/det dan panjang pipa outlet terjauh, L = 0,5 m. Debit air yang melalui pipa adalah 0,045 m 3 /det. Diameter pipa outlet, d = 10 inchi Kecepatan aliran sebenarnya pada outlet, V = 0,89 m/det Panjang pipa terjauh direncanakan, L = 0,5 m Kehilangan tekan sepanjang pipa outlet, H mayor = 0,002 m Kehilangan tekan akibat aksesoris pipa, H minor = 0,067 m Kehilangan tekan pada sistem outlet, ΔH out = 0,069 m Desain Sistem Pencucian Sistem pencucian filter dilakukan dengan mengalirkan air dengan arah aliran terbalik, yaitu dari bawah ke atas. Aliran terbalik ini dilakukan dengan menggunakan menara air. Kecepatan backwash, V bw = 975 m 3 /hr-m 2 = 0,0113 m/det Luas penampang filter, A bak = 24 m 2 Lama pencucian, t bw = 10 menit Debit backwash, q bw = 0,27 m 3 /det Keadaan Media Pada Saat Terekspansi Akibat Backwash Persentase tinggi ekspansi media pasir, % eksp = 53% Persentase tinggi ekspansi media antrasit, % eksa = 20,5% Kehilangan Tekan Pada Saat Backwash Kehilangan tekan saat backwash pada media pasir, h pbw = 63,9 cm Kehilangan tekan saat backwash pada media antrasit, h abw = 7,6 cm Kehilangan tekan saat backwash pada media penyangga, h kbw = 0,031 m Kehilangan tekan melalui orifice pada saat backwash, h orbw = 2,022 m Kehilangan tekan melalui lateral pada saat backwash, h lbw = 0,018 m Kehilangan tekan melalui orifice lateral, ΔH ol = 0,285 m Kehilangan tekan melalui manifold saat backwash, h mbw = 3,7 x 10-3 m VII-26

27 Pipa pencuci dari Menara Air - Jarak antara menara air dengan bak filtrasi terjauh, L = 20 m - Pipa yang digunakan adalah pipa besi, C = Kecepatan pencucian, V p = 3 m/det - Diameter pipa, d p = 14 inchi - Kehilangan tekan pada pipa, H mayor = 0,455 m - Kehilangan tekan akibat aksesoris, H minor = 2,454 m - Kehilangan tekan pada pipa pencuci, h pp = 2,909 m Total kehilangan tekan pada saat backwash, ΔH bw = 6,164 m Kedalaman media saat terekspansi, H mbw = 1,7 m Desain Saluran Penampung Air Pencuci Air pencuci yang berada di atas media penyangga dialirkan ke saluran penampung (gutter) melalui pelimpah, setelah itu dialirkan menuju gullet kemudian menuju saluran pembuangan. Gutter dan Pelimpah Dasar gutter harus diletakkan di atas ekspansi maksimum pada saat pencucian agar media penyaring tidak ikut terbawa pada saat pencucian dilakukan. Sehingga, dasar gutter harus diletakkan lebih besar 1,7 m di atas dasar bak filtrasi (H media terekspansi = 1,7 m). Pada unit filtrasi ini direncanakan gutter diletakkan 3 m dari dasar bak filtrasi. Gutter Direncanakan jumlah gutter, n g = 2 buah Debit backwash, q bw = 0,27 m 3 /det Debit gutter, q g = 0,135 m 3 /det Lebar gutter, L g = 0,5 m Kedalaman air dalam gutter, h g = 0,34 m Freeboard = 16 cm Pelimpah Jumlah pelimpah, n p = 4 buah Panjang pelimpah = panjang bak filtrasi, p p = 6 m Total panjang pelimpah, p ptot = 24 m Beban pelimpah, W p = 0,01 m 3 /det.m VII-27

28 Tinggi muka air di atas pelimpah, h p = 0,28 m Saluran Pembuangan Saluran pembuangan direncanakan berupa pipa dengan kecepatan aliran pada saluran pembuangan sebesar 2 m/det dan debit backwash sebesar 0,27 m 3 /det. Diameter pipa pembuangan, d b = 16 inchi Kecepatan sebenarnya di dalam pipa pembuangan, V b = 2,1 m/det Bak Ekualisasi Bak ekualisasi dibutuhkan untuk menstabilkan aliran dalam unit filtrasi sebelum masuk ke dalam unit reservoir. Dimensi bak ekualisasi yang direncanakan adalah sebagai berikut : Jumlah bak ekualisasi = 4 bak (sejumlah unit filtrasi) Debit yang masuk tiap bak, Q = 0,045 m 3 /det Panjang bak, p = 2 m Lebar bak, l = 1 m Kedalaman bak, h = 0,8 m (freeboard = 0,2 m) Sistem outlet : Saluran outlet berupa pipa dengan kecepatan pengaliran sebesar 1 m/det. Debit air pada outlet, Q out = 0,045 m 3 /det. Diameter pipa, D in = 18 inchi Kecepatan aliran, v in = 1,096 m/det OK Panjang pipa terjauh direncanakan, L = 18 m Aksesoris yang digunakan : Elbow 90 0 = 4 buah, k = 0,3 Tee = 3 buah, k = 0,2 Gate valve = 4 buah, k = 1,5 Kehilangan tekan akibat pipa outlet, H mayor = 0,069 m Kehilangan tekan akibat asesoris pipa, H minor = 0,477 m Kehilangan tekan total, H tot = 0,546 m VII-28

29 VII.8. Desinfeksi Desinfeksi adalah proses penghilangan mikroorganisme patogen yang terdapat di dalam air. Dimensi Bak Pembubuh Debit Pengolahan, q = 0,18 m 3 /det Desinfeksi yang akan digunakan adalah kaporit dalam bentuk padatan. Pembubuhan kaporit ke dalam bak pembubuh dilakukan 24 jam sekali. Jumlah bak pembubuh adalah 2 (1 operasional 1 cadangan) dengan bentuk silinder. Dosis kaporit (100%) = 1 mg/l Berat Jenis kaporit, ρ kpr = 0,86 Kg/L Konsentrasi kaporit, C kpr = 10% Kebutuhan kaporit, m kpr = 15,552 Kg/hari Volume kaporit tiap pembubuhan, V kpr = 0,0181 m 3 Volume pelarut, V air = 0,14 m 3 Volume larutan, V = 0,158 m 3 V total (penyisihan besi + disinfeksi) = 0,483 m 3 Dimensi bak pembubuh : Ketinggian bak pembubuh, h = 0,6 m Diameter bak pembubuh, d = 1 m Freeboard = 20 cm Pompa Pembubuh Kaporit Jumlah pompa adalah 2 (1 operasional 1 cadangan). Efisiensi pompa, η = 0,85 Head pompa disediakan, H = 10 m Debit larutan kaporit, q l = 0,483 m 3 /hari = 5,6 x 10-6 m 3 /det Massa jenis larutan, ρ l = 981 Kg/ m 3 VII-29

30 Daya pompa, P = 0,21 Watt (pompa 80 Watt, Toroshima pump) VII.9. Netralisasi Pada perencanaan instalasi pengolahan air minum ini netralisasi dilakukan dengan melakukan pembubuhan kapur ke dalam air dengan tujuan menghilangkan agresifitas di dalam air. Debit Pengolahan, q = 0,18 m 3 /det Zat penetralisasi yang digunakan adalah kapur dalam bentuk padatan. Pembubuhan kapur ke dalam bak pelarut dilakukan 24 jam sekali. Jumlah bak pelarut adalah 2 (1 operasional 1 cadangan) dengan bentuk silinder. Bak penjenuh kapur memiliki waktu kontak selama 1 jam. Jumlah bak penjenuh kapur adalah 3 (2 operasional 1 cadangan) dengan bentuk silinder dengan dasar berbentuk konus. Dosis kapur (100%) = 16 mg/l Persentase kandungan kapur = 70 % Berat Jenis kapur, ρ kapur = 3,71 Kg/L Konsentrasi kapur, C kapur = 10% Konsentrasi larutan kapur jenuh, C s = 1100 mg/l = 0,11 % Kecepatan naik, V up = 4,17 x 10-4 m/det Bak Pelarut Kapur Kebutuhan kapur, m kapur = 355,47 Kg/hari Volume kapur tiap pelarutan, V kapur = 0,096 m 3 Volume pelarut, V air = 3,209 m 3 Volume larutan, V = 3,305 m 3 Dimensi bak pelarut : Ketinggian bak pelarut, h = 1,8m Diameter bak pelarut, d = 1,5 m Freeboard = 20 cm VII-30

31 Bak Penjenuh Kapur Konsentrasi jenih pda lime saturator, C s = 1100 mg/l Debit larutan kapur jenuh, q kj = 0,0037 m 3 /det Dimensi bak lime saturator Diameter bak, d ls = 2,5 m Tinggi silinder, h ls = 1,5 m Volume silinder, V ls = 7,36 m 3 Tinggi konus, h k = 2 m Volume konus, V k = 2,96 m 3 Volume total, V = 10,32 m 3 Freeboard = 30 cm Pompa Pembubuh Kapur Jenuh Jumlah pompa adalah 3 (2 operasional 1 cadangan), sesuai jumlah bak penjenuh kapur. Efisiensi pompa, η = 0,85 Head pompa disediakan, H = 10 m Debit larutan kapur jenuh pompa, q kj = 0,00185 m 3 /det Konsentrasi larutan kapur jenuh, C s = 0,11% Massa jenis larutan, ρ l = 997 Kg/m 3 Daya pompa, P = 213 Watt (pompa 500 Watt, Toroshima pump) VII.10. Menara Air Menara air berfungsi untuk menampung air yang akan digunakan dalam proses pencucian filter, pembubuhan bahan kimia, dan kebutuhan kantor. Jumlah menara reservoir adalah 1 buah yang akan dipergunakan untuk melayani kebutuhan unit-unit berikut sebanyak 1 kali layan : 1. Pencucian filter 2. Pembubuhan kaporit pada unit penyisihan besi VII-31

32 3. Pembubuhan alum 4. Pembubuhan kaporit pada desinfeksi 5. Pelarutan kapur 6. Penjenuhan kapur 7. Kebutuhan kantor (diasumsikan jumlah karyawan adalah 30 orang dengan konsumsi air bersih sebesar 50 L/org/hari). Volume air untuk satu kali pencucian filter, V bw = 162 m 3 Volume air untuk satu kali pembubuhan kaporit (penyisihan besi), V pr = 0,58 m 3 Volume air untuk satu kali pembubuhan alum, V a = 4,2 m 3 Volume air untuk satu kali pembubuhan kaporit (desinf), V d = 0,14 m 3 Volume air untuk satu kali pelarutan kapur, V k = 3,209 m 3 Volume air untuk satu kali penjenuhan kapur, V jk = 18,36 m 3 Volume air untuk kebutuhan kantor selama satu hari, V kantor = 1,5 m 3 Volume air total, V ma = 184,259 m 3 Dimensi menara air : - Panjang, p = 6 m - Lebar, l = 6 m - Tinggi, h = 5,12 m - Freeboard = 0,38 m Tinggi menara air, h ma = 10 m Pompa Pengisi Menara Air Sumber air untuk mengisi menara air adalah ground reservoir. Pengisian dilakukan melalui sistem perpipaan besi berdiameter 15 inchi (C = 110) dengan menggunakan pompa yang memiliki kapasitas sebesar 0,03 m 3 /det (η = 0,85). Kecepatan aliran dalam pipa, V p = 1,6 m/det Kehilangan tekan pada pipa lurus, H mayor = 1,020 m Kehilangan tekan akibat aksesoris pipa, H minor = 0,491 m Kehilangan tekan pada pipa pengisi, ΔH = 1,511 m Head statis, H s = 20,5 m VII-32

33 Head pompa yang dibutuhkan, H p = 22,011 Head pompa disediakan, H = 25 m Daya pompa, P = 8269,9 Watt (pompa 10 kwatt, Toroshima pump) VII.11. Reservoir Reservoir pada instalasi pengolahan air minum ini berupa ground reservoir yang berfungsi sebagai tempat menampung air bersih setelah diproses di dalam instalasi, juga untuk mengekualisasi aliran dan tekanan bagi pelayanan kebutuhan air minum penduduk. Reservoir yang akan digunakan adalah groud reservoir dengan volume yang disesuaikan dengan pola pemakaian air yang ada. Kriteria Desain : a. Ambang Bebas dan Dasar Bak Ambang bebas minimum 30 cm di atas muka air tertinggi Dasar bak minimum 15 cm dari muka air terendah b. Inlet dan Outlet Posisi dan jumlah pipa inlet ditentukan berdasarkan pertimbangan bentuk dan struktur tangki sehingga tidak ada daerah dengan aliran yang mati Pipa outlet dilengkapi dengan saringan dan diletakkan minimum 10 cm di atas lantai atau pada muka air terendah Pipa inlet dan outlet dilengkapi dengan gate valve Pipa peluap dan penguras memiliki diameter yang mampu mengalirkan debit air maksimum secara gravitasi dan saluran outlet harus terjaga dari kontaminasi luar. c. Ventilasi dan Manhole Reservoir dilengkapi dengan ventilasi, manhole, dan alat ukur tinggi muka air Tinggi ventilasi ± 50 cm dari atap bagian dalam Ukuran manhole harus cukup untuk dimasuki petugas dan kedap air. VII-33

34 Debit pengolahan, Q = 0,18 m 3 /det Jumlah reservoir, n = 1 buah Kemiringan dasar bak 1/1000 Reservoir dilengkapi dengan buffle untuk mencegah aliran mati. Diameter pipa penguras, d peng = 6 inchi Diameter pipa peluap, d pel = 6 inchi Perhitungan : Persentase volume reservoir, %V = 17,32% Volume total reservoir, V = 2693,6 m 3 Dimensi reservoir : - Kedalaman reservoir, h = 4,8 m - Panjang reservoir, p = 35 m - Lebar reservoir, l = 16 m - Freeboard = 70 cm VII.12. Lagoon Sludge Drying Bed Sludge drying bed berfungsi untuk memisahkan air dari lumpur dengan cara pengeringan dan penguapan. Unit ini akan menampung lumpur dari unit sedimentasi. Kriteria Desain : Periode pengeringan = hari Tebal lapisan lumpur < 6 ft Tebal lapisan tanah = mm Koefisien keseragaman < 4 Ukuran efektif tanah = 0,3 0,75 mm Tebal lapisan kerikil = mm Kadar lumpur hasil pengeringan = 60% Kemiringan dasar bak = 0,5 1% Periode pengeringan, t d = 15 hari VII-34

35 Tebal lumpur, h l = 1,8 m Jumlah bak, n = 2 Kemiringan dasar bak = 0,5% Pipa drain, d = 6 Bak akan dilengkapi dengan lapisan tanah dan kerikil untuk menahan lumpur. Karakteristik tanah dan kerikil adalah sebagai berikut : Media Ukuran efektif H mm mm Pasir halus 0,4 150 Pasir kasar 0,6 75 Kerikil halus 5 75 Kerikil sedang Kerikil kasar Perhitungan : Jumlah lumpur dari unit seedimentasi, V Ls =403,2 m 3 Jumlah lumpur per bak, V Lb = 201,6 m 3 Lebar bed, l = 4 m Panjang bed, p = 28 m Kedalaman media tanah dan kerikil = 45 cm Freeboard = 25 cm VI.12. Bak Sirkulasi Air yang telah digunakan untuk pencucian filter disirkulasikan kembali ke unit koagulasi. Sebelum disirkulasikan, air ditampung di dalam suatu bak yang memiliki kapasitas untuk satu kali pencucian. Dari unit filtrasi, air pencuci dialirkan ke bak dengan menggunakan pipa berdiameter 14 inch. Proses sirkulasi dilakukan dengan menggunakan pompa dan pipa penghantar dengan diameter 8 inch. Hasil Perencanaan Volume bak, V = 156 m 3 Dimensi bak: o Panjang, p = 11 m o Lebar, L = 9 m VII-35

36 o Kedalaman bak, h = 1,7 m o Freeboard = 80 cm Sistem Sirkulasi Sirkulasi air buangan dilakukan dengan menggunakan pompa. Jumlah pompa yang digunakan adalah 2 buah (1 operasi dan 1 cadangan). Debit sirkulasi, Q = 0,027 m 3 /det Diameter pipa sirkulasi, d = 8 inch Panjang pipa sirkulasi, L = 55 m Kehilangan tekan pada pipa sirkulasi, ΔH = 0,342 m Head statis, H s = 5,5 m Head pompa yang dibutuhkan, H p = 5,842m Head pompa disediakan, H = 10 m Daya tiap pompa, P = 3131,35 watt (4000 watt, Grundfoss) VI.13. Profil Hidrolis Profil hidrolis ditentukan berdasarkan tinggi muka air (E) tiap unit. Pada lokasi instalasi, profil hidrolis ditentukan berdasarkan ketinggian pulsator dan unit koagulasi. Reservoir, E R = 31,309 m Ekualisasi, E E = 31,855 m Filtrasi, E F = 33,545 m Sedimentasi o E outlet = 34,112 m o E awal outlet = 34,113 m o E sal pelimpah = 34,143 m o E sedimentasi = 34,328 m o E inlet = 34,329 m o E sal inlet = 34,401 m Flokulasi o E ujung outlet = 34,401 m o E akhir kompartemen2 = 34,402 m o E awal kompartemen2 = 34,460 m VII-36

37 o E akhir kompartemen1 = 34,460 m o E awal kompartemen1 = 34,584 m o E inlet = 34,730 m Koagulasi o E bak = 34,730 m o E terjunan = 36,500 m o E zona inlet = 36,900 m Bak Penenang E V-notch = 37,268 m Pada lokasi intake, profil hidrolis ditentukan dari titik pengambilan air. Saluran intake o E inlet = 4,1 m o E sblm barscreen = 4,099 m o E sesudah bar screen = 4,082 m o E sblm pintu air = 4,08 m o E sesudah pintu air = 3,92 m o E outlet = 3,918 m Bak Pengumpul E bak = 3,918 m VII-37