STUDI PENYALURAN DAN PENGOLAHAN AIR LIMBAH DI KOMPLEK PEMUKIMAN. (Studi Kasus: Komplek Pesantren) Tugas Akhir ASRIL ZEVRI

Transkripsi

1 STUDI PENYALURAN DAN PENGOLAHAN AIR LIMBAH DI KOMPLEK PEMUKIMAN (Studi Kasus: Komplek Pesantren) Tugas Akhir Diajukan Untuk Melengkapi Tugas-Tugas dan Memenuhi Syarat Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil ASRIL ZEVRI BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2010

2 KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan kekuatan sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir ini berjudul Studi Penyaluran dan Pengolahan Air Limbah di Komplek Pemukiman (studi kasus: Komplek Pesantren). Tugas Akhir ini telah disusun dan merupakan salah satu persyaratan untuk menempuh ujian sarjana Teknik Sipil pada. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis telah banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak yang telah memberikan bimbingan, bantuan dan dukungan materil maupun spiritual sehingga penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Untuk itu penulis ucapkan terima kasih yang sebesar besarnya kepada: 1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil. 2. Bapak DR. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc sebagai Dosen Pembimbing yang telah memberikan bimbingan, masukan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Ir. Teruna Jaya, M.Sc sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil yang telah banyak membantu penulis.

3 4. Bapak Ir. Sufrizal, M.Eng sebagai Dosen co Pembimbing yang telah bimbingan sehingga saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini. 5. Kepada kedua orang tua saya Ir. Azmi Hamidi (papa) dan Sri Rahayu (mama) yang telah memberikan bimbingan, dukungan, perhatian dan doanya selama ini serta kakak dan abangku Astri Pratiwi, Azis Silalahi serta adikku Azuhra Yulinda yang selalu memberikan semangat. 6. Bapak/Ibu staf pengajar serta pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 8. Kepada Teman2 awak: Bibi, Edo, Nanda, Nasrul, Iqbal, Afrijal, Andrisyam, Bde, Rio, Faiz, Andri, Ibnu, Zime,Fachri, Boni, Andreas, Mizan, Benny, Yudo, Mumu, Widi, Arie, Kurnia, Bangun, Donny, Sakinah, Ida,Tanti, Ica, Ina, Nisa, Wida, Henny, Rini, Enny,Vika, Pessy dan abang2 02, adik2 08. Terima Kasih atas dukungan, doa dan pertemanannya selama ini. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari harapan karena keterbatasan pengetahuan, pengalaman serta referensi yang penulis miliki. Untuk itu penulis mengharapkan saran saran dan kritik demi perbaikan pada masa yang akan datang. Medan, Juni 2010 Asril Zevri

4 ABSTRAK Komplek pesantren Raudhatul Hasanah merupakan salah satu komplek pesantren terbesar dan terluas di daerah Sumatera Utara, peningkatan jumlah santri dan santriwati yang terus bertambah harus disertai oleh peningkatan kualitas lingkungan hidup dan sanitasi yang memadai. Maka untuk mendukung hal tersebut diperlukan adanya evaluasi terhadap kualitas air limbah dan perencanaan penyaluran air limbah tersebut. Proses pengolahan yang digunakan dalam komplek pesantren ini adalah proses pengendapan, proses biologis, proses kimiawi dan proses lanjutan. Sistem penyaluran yang digunakan adalah sistem penyaluran terpisah dimana debit air limbah dipisah dengan debit air hujan. Berdasarkan kualitas air buangan, ditentukan unit-unit yang digunakan untuk mengolah air limbah sehingga mutu air buangan yang di salurkan ke saluran drainase sudah sesuai dengan MENKLH No.03/MENKLH/II/1991. Unit itu adalah pengendapan I, aerasi (penambahan oksigen), penyaringan, pembunuhan kuman, pengendapan II, pengeringan. Sedangkan unit yang digunakan dalam sistem penyaluran air limbah tersebut yaitu: proyeksi penduduk, debit air buangan, dimensi sumur pengumpul, dimensi pipa dan dimensi bak pengendapan. Dari studi ini didapatkan data-data antara lain: Pertambahan jumlah penduduk 10 tahun kedepan adalah sebesar 1395 jiwa yang terhitung mulai 2010 (2587 jiwa) 2020 (3982 jiwa). Instalasi pengolahan air limbah menghasilkan 50% - 80% dari pemakaian air bersih yaitu 200 ltr/org/hari. Sedangkan dimensi daripada sumur pengumpul yang direncanakan yaitu panjang= 3.8 m, lebar= 5 m dan kedalaman= 2.32 m, bak pengendapan yang direncanakan terdiri dari 2 bak dengan panjang= 16 m, lebar =6 m dan kedalaman = 1-3 m, saluran pembawa yang digunakan adalah saluran tertutup (pipa) dengan diameter = 300 mm. Debit akhir air buangan yang disalurkan ke saluran drainase adalah 0.6 m 3 /hari dengan kandungan BOD 10 mg/l.

5 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i ABSTRAK... iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR SI MBOL... xii BAB I. PENDAHULUAN... 1 I.1. Umum... 1 I.2. Latar Belakang... 2 I.3. Tujuan Penulisan... 3 I.4. Ruang Lingkup Permasalahan... 4 I.5. Pembatasan Masalah... 5 I.6. Metodologi Penelitian... 5 I.7. Sistematika Penulisan... 7 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA Umum Sistem penyaluran air buangan Sistem sanitasi setempat Sistem sanitasi terpusat Sistem penyaluran terpisah Sistem penyaluran konvensional Sistem riol dangkal Sistem riol ukuran kecil Sistem penyaluran tercampur Sistem kombinasi Sistem Perpipaan Pola jaringan saluran Bentuk dan bahan saluran Bentuk saluran... 27

6 Bahan saluran Penempatan dan pemasangan saluran Kedalaman penanaman pipa Tinjauan hidrolika aliran dalam SPAB Jenis Aliran Persyaratan aliran air buangan Dasar-dasar perhitungan Fluktuasi pengaliran Beban diatas saluran Perlengkapan Saluran Manhole Drop Manhole Terminal clean out Siphon Bangunan Penggelontor Junction dan Transition Belokan Stasiun Pompa Ventilasi Proses Pengolahan Air Limbah Pengolahan Pertama Pengolahan Kedua Pengolahan Ketiga Pembunuhan Kuman Pengolahan Lanjutan BAB III. METODOLOGI PENELITIAN Umum Gambaran umum wilayah kecamatan Medan Tuntungan Karakteristik Lokasi Studi Cara Pengumpulan data Cara pengolahan data... 68

7 3.6. Analisis data BAB IV. ANALISA PEMBAHASAN Pengolahan air limbah Prinsip Pengolahan Pengolahan Pertama Pengendapan Pengentalan dan pengapungan Pengolahan Kedua Proses penambahan oksigen Pertumbuhan bakteri dalam reaktor Pengolahan Ketiga Saringan pasir Penyerapan (adsorbtion) Pengurangan besi dan mangan Osmosis bolak balik Pembunuhan Kuman (disinfection) Pengolahan Lanjut Proses pemekatan Proses stabilisasi Proses pengaturan Proses pengeringan Proses pembuangan Penyaluran Air Limbah Metode Proyeksi Penduduk Analisa debit air buangan Perhitungan dimensi pipa Perhitungan kecepatan aliran Perhitungan sumur pengumpul Perhitungan Pompa Perhitungan Debit banjir Perhitungan dimensi saluran drainase rencana

8 Perhitungan Bak pengendapan I Perhitungan dimensi saluran pembawa Perhitungan Bak pengendapan II Bak pengendapan terakhir BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA

9 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Cubluk Gambar 2.2 Septic Tank Gambar 2.3 Beerput Gambar 2.4 Sistem Sanitasi Terpusat Gambar 2.5 Sistem Saluran terpisah Gambar 2.6 Sistem Penyaluran Kombinasi Gambar 2.7 Layout Saluran Gambar 2.8 Skema Small Bore Sewer Gambar 2.9 Sistem Penyaluran Tercampur Gambar 2.10 Sistem Penyaluran Kombinasi Gambar 2.11 Pola Jaringan Riol Gambar 2.12 pipa bulat lingkaran Gambar 2.13 Pipa Bulat Telur Gambar 2.14 Penempatan pemasangan saluran Gambar 2.15 Sistem Pengolahan Limbah Gambar 3.1 Lokasi komplek pesantren Gambar 3.2 Tampak Atas Komplek Pesantren Gambar 3.3 Sket Penyaluran air limbah Gambar 3.4 Sket Pengolahan air limbah Gambar 4.1 Bak Pengendapan Ideal Gambar 4.2 Bak Pengentalan... 81

10 Gambar 4.3 Aerasi dengan memasukkan udara Gambar 4.4 Aerasi dengan menggunakan baling-baling Gambar 4.5 Kurva Pertumbuhan Bakteri Gambar 4.6 Penggunaan activated sludge Gambar 4.7 Pengolahan Lumpur secara konvensional Gambar 4.8 Sket Sumur Pengumpul Gambar 4.9 Diagram estimasi waktu aliran Gambar 4.10 Penampang Saluran Drainase Gambar 4.11 Grafik hubungan fraksi tersisa terhadap Vs Gambar 4.12 Sket Bak Pengendapan I Gambar 4.13 Sket Bak Pengendapan II

11 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Perbandingan bahan saluran Tabel 2.2 Kemiringan saluran untuk tiap diameter Tabel 2.3 Jarak manhole menurut diameter Tabel 2.4 Jarak manhole menurut Kedalaman Tabel 3.1 Luas wilayah per kelurahan kecamatan Medan Tuntungan Tabel 3.2 Jumlah Penduduk kecamatan Medan Tuntungan Tabel 3.3 Jumlah Penduduk pria dan wanita kecamatan Medan Tuntungan Tabel 3.4 Jumlah Santri dan Santriwati Pesantren Raudhatul Hasanah Tabel 3.5 Jumlah Rata-rata aliran air limbah di daerah Pemukiman Tabel 4.1 Data karakteristik air buangan Tabel 4.2 Data hasil percobaan karakteristik air buangan Tabel 4.3 Standard kualitas air buangan Tabel 4.4 Banyaknya lumpur yang dihasilkan setiap Pengolahan Tabel 4.5 Luas areal yang diperlukan untuk bak pengering Tabel 4.6 Jumlah penduduk rata-rata dan kenaikan rata-rata Penduduk di komplek pesantren Tabel 4.7 Jumlah proyeksi penduduk komplek pesantren

12 Tabel 4.8 Data Karakteristik Pompa Tabel 4.9 Analisa curah hujan metode log pearson Tabel 4.10 Curah hujan maksimum metode log pearson Tabel 4.11 Analisa curah hujan metode gumbel Tabel 4.12 Curah hujan maksimum metode gumbel Tabel 4.13 Rekapitulasi curah hujan maksimum Tabel 4.14 Waktu Konsentrasi Tabel 4.15 Koefisien Pengaliran Tabel 4.16 Intensitas Curah Hujan Tabel 4.17 Debit hujan rancangan Tabel 4.18 Karakteristik Partikel dikstrit dalam air buangan Tabel 4.19 Partisi fraksi partikel dikstrit

13 DAFTAR SIMBOL BOD = Biochemichal oxygen demand COD = Chemichal oxygen demand SS = Suspended Solid TSS = Total suspendend solid VSS = Volatile suspended solid Q = Debit (m³/det) Vs = Kecepatan Endapan (m/s) V = Kecepatan Aliran (m/s) L = Panjang Bak (m) h = Kedalaman Bak (m) P = Berat Jenis air buangan ( kg/l) P = Daya Pompa (KWH) w = Lebar Bak (m) η = Efisiensi pompa A = luas bak (m 2 ) Cs = Koefisien Pengaliran D = Diameter Pipa (mm) I = Intensitas Curah Hujan (mm/jam) R = Curah hujan (mm) td = Waktu detensi (detik) Tc = Waktu Konsentrasi (menit)