PENYEDIAAN AIR BERSIH

Transkripsi

1 MODUL SOSIALISASI DAN DISEMINASI STANDAR PEDOMAN DAN MANUAL PEMANFAATAN POMPA HIDRAM DALAM PENYEDIAAN AIR BERSIH

2

3 MODUL SOSIALISASI DAN DISEMINASI STANDAR PEDOMAN DAN MANUAL PEMANFAATAN POMPA HIDRAM DALAM PENYEDIAAN AIR BERSIH

4 PEMANFAATAN POMPA HIDRAM DALAM PENYEDIAAN AIR BERSIH Cetakan Modul disusun oleh : Ir. Lya Meylani Setyawaty, MT. Editor : Ir. Lutfi Faizal Dra. Yulinda Rosa, M.Si. Guswandi, S.Sos. Dra. Roosdharmawati PUSKIM Jl. Panyawungan Cileunyi Wetan Kabupaten Bandung Telp , Fax info@puskim.pu.go.id Hak cipta dilindungi undang-undang, dilarang memperbanyak karya tulis ini dalam bentuk dan dengan cara apapun termasuk fotokopi, tanpa izin tertulis dari penerbit. ISBN :

5 PEMANFAATAN POMPA HIDRAM DALAM PENYEDIAAN AIR BERSIH iii PENGANTAR Air merupakan salah satu kebutuhan pokok dalam kehidupan manusia, disamping itu juga merupakan sumber tenaga yang disediakan oleh alam sebagai pembangkit tenaga mekanis. Kenyataan menunjukkan bahwa masih banyak daerah-daerah di pedesaan yang mengalami kesulitan penyediaan air, terutama pada daerah yang mempunyai sumber air lebih rendah, dimana untuk mendapatkannya air harus diangkat melalui jalan menurun dan menaik. Untuk menanggulangi masalah tersebut, maka penggunaan pompa hidram sangatlah tepat. Pompa hidram merupakan alat yang dapat digunakan untuk menaikkan air dari tempat rendah ketempat yang lebih tinggi secara hidraulis dengan energi yang berasal dari air itu sendiri Diharapkan petunjuk teknis pemanfaatan pompa hidram dalam penyediaan air bersih ini, dapat memberikan kemudahan dan perhatian masyarakat khususnya di perdesaan, sehingga suatu bentuk teknologi hidram dapat bermanfaat secara optimal. Bandung, Mei 2014 Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Permukiman Prof. Dr. Ir. Anita Firmanti, MT.

6

7 PEMANFAATAN POMPA HIDRAM DALAM PENYEDIAAN AIR BERSIH v DAFTAR ISI PENGANTAR... iii 1. PETUNJUK PENGGUNAAN DEFINISI DAN ISTILAH ALUR PIKIR TUJUAN SASARAN KOMUNIKAN CEK KEMAMPUAN KONTEN MODUL Lingkup Ruang Lingkup Kriteria Penentu Survei Lokasi Persiapan Survei Sumber Air Daerah Pelayanan Beda Tinggi Rancangan Pompa Hidram Cara Kerja Cara Kerja Unit Pompa Prinsip Kerja Pompa Hidram Cara Kerja Pompa Hidram Konstruksi LAMPIRAN Contoh Perhitungan Instalasi Hidram... 14

8

9 PEMANFAATAN POMPA HIDRAM DALAM PENYEDIAAN AIR BERSIH 1 1. Petunjuk Penggunaan 1) Bacalah modul ini dengan seksama 2) Jika ada yang kurang paham dapat ditanyakan kepada fasilitator 3) Kerjakan tugas-tugas baik secara teoritis maupun praktik dengan benar 4) Jika telah mengikuti semua dan mengerjakan tugas laporkan hasilnya 5) Mintalah Tes Formatif 2. Definisi dan Istilah pompa Hidraulik Ram, yang selanjutnya disebut Hidram adalah suatu alat yang digunakan untuk menaikkan air dan tempat rendah ke tempat yang lebih tinggi secara hidraulis dengan energi yang berasal dari air itu sendiri. pompa hidram adalah suatu pompa yang bergerak dengar tenaga air itu sendiri dan tidak membutuhkan bahan bakar atau tenaga lain. air bersih adalah air yang mutunya memenuhi ketentuan baku mutu air bersih. air minum adalah air yang memenuhi ketentuan baku mutu air minum yang berlaku, didasarkan atas Permenkes No. 492 tahun air baku adalah air yang memenuhi ketentuan baku mutu air baku Peraturan Pemerintah (PP) 82 tahun 2001untuk dapat diolah menjadi air minum. water hammer adalah suatu tenaga hentakan yang diperoleh dari aliran air dalam suatu wadah tertutup atau pipa, akibat aliran tertutup secara cepat oleh klep. pipa pemasukan adalah pipa yang mengalirkan air dari bak pemasukan ke pompa hidram. pipa penghantar adalah pipa yang mengalirkan air dari pompa hidram ke bak penampungan (reservoar) katup limbah (klep impuls) adalah klep satu arah mengalirkan air keluar melalui celah antara klep dan badan pompa.

10 2 PEMANFAATAN POMPA HIDRAM DALAM PENYEDIAAN AIR BERSIH debit air adalah jumlah air yang dapat mengalir dalam satu satuan waktu. daya angkat vertikal adalah kemampuan pompa hidram untuk menaikkan air sampai ketinggian tertentu. tinggi jatuh vertikal adalah beda tinggi antara sumber air ke pompa hidram. katup penghantar adalah klep satu arah yang mengalirkan air dari badan pompa ke tabung udara. tabung udara adalah tabung kedap udara yang mampu meredam water hammer keluar atau keatas. ventil udara adalah lubang kecil yang mensuplai udara ke tabung udara daerah pelayanan adalah lokasi perumahaan yang mendapat supplai air. rendemen adalah efisiensi pengeluaran air pompa dengan koefisien antara 0,5-06 persen. pipa HDPE adalah pipa yang terbuat dari bahan High Density Poly Ethylene. pipa Gl adalah pipa yang terbuat dari bahan Galvanized Iron atau pipa besi digalvanisir. pipa PVC adalah pipa yang terbuat dari bahan Poly Vinyl chlorida.

11 PEMANFAATAN POMPA HIDRAM DALAM PENYEDIAAN AIR BERSIH 3 3. Alur Pikir Gambar 1 Alur Pikir Pembangunan Sarana dan Prasarana Air Minum PAMBM

12 4 PEMANFAATAN POMPA HIDRAM DALAM PENYEDIAAN AIR BERSIH 4. Tujuan Setelah mempelajarai modul ini peserta dapat: 1. Menerapkan tata cara pemanfaatan pompa hidram 2. Menerapkan tahapan perencanaan pompa hidram 3. Menerapkan tahapan pembangunan fisik pompa hidram 4. Mengaplikasikan pengoperasian dan pemeliharaan prasarana dan sarana air minum khusus pompa hidram 5. Sasaran Komunikan Melalui modul ini, komunikan yang akan memperoleh sosialisasi Penyediaan Air Minum Berbasis Masyarakat, pemanfaatan pompa hidram dalam penyediaan air bersih adalah: 1. Praktisi konsultan perencana, pelaksana dan pengelola sistem penyediaan air 2. Penentu kebijakan seperti PEMDA dan DPRD. 3. Lembaga Swadaya Masyarakat (LSM) yang berkaitan dengan penyediaan air minum 4. Akademisi dari Perguruan Tinggi. 5. Pengelola PAMBM. 6. Cek Kemampuan Sebelum membaca modul ini coba cek dulu pemahaman saudara jawablah pertanyaan di bawah ini: 1. Apakah yang saudara ketahui tentang pompa hidram? 2. Apa yang saudara ketahui tentang keuntungan dan kerugian dari penggunaan pompa hidram? 3. Apakah saudara tahu hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan jenis sarana dan prasarana air minum? 4. Bagaimana cara saudara untuk mengetahui kebutuhan masyarakat akan air minum? 5. Siapakah yang menyelenggarakan operasi dan pemeliharaan? 7. Konten Modul Penyediaan Air Minum Berbasis Masyarakat (PAM BM) 7.1 Lingkup Ruang Lingkup Ruang lingkup petunjuk teknis ini meliputi pengertian dan survey lokasi dalam pemilihan pompa, pemasangan dan pemeliharaan pompa hidram sistem tunggal, agar diperoleh penggunaan yang optimal

13 PEMANFAATAN POMPA HIDRAM DALAM PENYEDIAAN AIR BERSIH Kriteria penentu 1. Belum ada pelayanan air bersih 2. Sumber air bersih yang ada sulit dijangkau karena kondisinya terletak pada kecuraman 3. Tidak ada alternatif sumber air bersih lain. 4. Jumlah minimum air baku bersih yang diperlukan mencukupi (continue) untuk memberi tenaga pada pompa dan air bersih yang akan diproduksi. 5. Sumber air baku terletak pada ketinggian, sehingga mempunyai tinggi jatuh vertikal yang dibutuhkan untuk daya angkat dari pompa sampai daerah pelayanan yang dituju. 6. Letak pompa tidak pada daerah banjir, tanah longsor atau erosi. 7. Daya angkat hidram maksimum 15 kali tinggi jatuh vertikal air baku, daya angkat optimum 6 kali tinggi jatuh vertikal air baku. 8. Bila daerah pelayanan labih tinggi dari kemampuan daya angkat, hidram harus di pasang secara seri. Keuntungan dan kerugian 1. Keuntungan hidram tidak bermesin, tidak memerlukan tenaga listrik, bahan bakar, dan pelumas tidak perlu tenaga operator yang terampil, bentuknya sederhana, mudah dibuat dari bahan yang mudah didapat, biaya pembuatan, operasi dan pemeliharaannya murah, tidak membutuhkan ketrampilan teknik tinggi untuk membuatnya, hidram dapat bekerja dua puluh empat jam perhari. 2. Kerugian/kekurangan Hidram tidak dapat dioperasikan didaerah datar, harus ada energi jatuh serbagai tenaga penggeraknya. Tidak dapat dipergunakan untuk memompa/menaikkan air dari sumur/sumur gali Survei Lokasi Persiapan Survei Pengumpulan data lapangan harus dilakukan untuk mempertimbangkan rancangan awal pemasangan pompa hidram, maka diperlukan peralatan: 1) alat ukur ketinggian (1) altimeter; (3) selang air; (2) theodolit; (4) alat tulis. 2) alat ukur debit air (1) cipoleti; atau (2) thomson; atau (3) stopwatch; dan (4) ember; (5) pipa saluran: (6) alat tulis.

14 6 PEMANFAATAN POMPA HIDRAM DALAM PENYEDIAAN AIR BERSIH Sumber Air Apabila sumber air akan digunakan umuk keperluan air bersih, maka pencemaran harus dihindarkan dan perlu diketahui sebagai berikut : 1) Kualitas air secara fisik (1) Jernih; (2) tidak berbau; (3) tidak berwarna; (4) tidak berasa. 2) Kuantitas (debit) debit sumber air yang akan dimanfaatkan atau diambil harus memenuhi syarat : (1) debit air cukup, minimal 0.50 It / dt; (2) tidak mengganggu kepenuan lain (irigasi, kolam, dll); (3) sumber air harus kontinyu walaupun pada saat musim kemarau 3) Perjanjian (1) diperlukan ijin tertulis dari instansi berwenang; (2) diperlukan ijin formal dari masyarakat apabila sumber air berada dalam lokasi keremiliksnnya Daerah Pelayanan 1) jumlah penduduk yang dilayani (pemakai); 2) luas daerah pelayanan; 3) jumlah fasilitas sosial dan sarana yang ada; (1) Sekolah, Puskesmas, perkantoran; (2) Peribadatan, pasar; 4) tenaga pengelola pompa; 5) perkiraan adanya endapan, dari sumber air ke bak pemasukan; 6) Iokasi penempatan bak penampung yang tepat dan aman dari longsor, erosi dan Iain-Iain Beda Tinggi Pengukuran perbedaan tinggi yang dimaksudkan untuk mendapatkan data ketinggian lokasi antara lain : 1) beda tinggi antara letak sumber air dengan rencana letak pompa (M); 2) beda tinggi antara letak pompa dengan daerah pelayanan (h2) 3) jarak antara sumber air ke letak pompa (L1); 4) jarak antara letak pompa sampai daerah pelayanan (L2)

15 PEMANFAATAN POMPA HIDRAM DALAM PENYEDIAAN AIR BERSIH 7 Gambar 1 Lokasi Sumber Air, Letak Pompa dan Daerah Pelayanan Rancangan Pompa Hidram Setelah diperoleh data lokasi tentang debit sumber air, perbedaan ketinggian dan daerah pelayanan, maka kita dapat menghitug sebagai berikut : 1) Menghitung jumlah aliran pengeluaran dengan rumus : Keterangan : Q 1 = jumlah kebuiuhan air yang dlperlukan Q 2 = debit sumber air yang masuk ke pompa H 1 = beda tlnggi jatuh vertikal H 2 = beda tinggi / daya angkat vertika! r = rendemen / efisiensi (antara 0,5-0,6) Apabila jumlah aliran pengeluaran pompa hidram dihitung dan diperoleh hasilnya tertalu kecil, maka penggunaan pompa hidram tidak menguntungkan, dimana perkiraan jumlah kebutuhan air diambil rata-rata 45!t / orang / hari. 2) Menghitung jumlah aliran pemasukan yang dibutuhkan dengan rumus: Dari hasil perhitungan di atas dapat dirancang atau dipilih ukuran pompa hidram dengan menggunakan tabel-tabel.

16 8 PEMANFAATAN POMPA HIDRAM DALAM PENYEDIAAN AIR BERSIH Kapasitas pompa hidram menurut Watt, 1974 Ukuran hidram Diameter dalam mm Inci 1¼ 1½ Debit pompa dari (Qs). (L/menit) ke x) Catatan : x) Debit pompa yang terbanyak, merupakan debit pompa dimana hidram mencapai efisiensi maksimum, Kapasaitas hidram tidak dapat lebih besar lagi. 3) Pemilihan Ukuran Pompa Hidram Penentuan ukuran hidram pada umumnya ditentukan berdasarkan ukuran diameter dalam dari pipa pemasukan. Berdasarkan hasil penelitian ukuran hidram oleh PTP-ITB sebagai berikut; TYPE Garis tengah diameter dalam pipa pemasukan (inci) Garis tengah diameter dalam pipa pengeluaran (inci) 1 1,50 0, , ,50 4 4,00 2,00 5 5,00 3,00 Jumlah maksimum dan minimum kebutuhan air untuk berbagai ukuran hidram (menurut Silver, 1977 ) Badan Pompa Pemasukan minimum Pemasukan Maksimum (inci) (mm) (L/menit) (L/menit) 1, ,6 37,9 1, ,1 56,8 2, ,3 94,6 2,50 63,5 56,8 151,4 3, , , ,4 378,5 Garis tengah pipa pengantar sesuai dengan kapasitas pompa per hari Liter/hari Ø inci 0,5 0,75 1,0 1,35 1,5 2,0 3,0 Ø mm

17 PEMANFAATAN POMPA HIDRAM DALAM PENYEDIAAN AIR BERSIH 9 Kinerja (Performance) Hidram dengan jarak katup limbah yang bervariasi (Addison) Jumlah denyutan (tiap menit) Air terbuang (W) (Liter/menit) Debit pemompaan (We) (Liter/menit) Effisiensi R 1) R 2) 92 32,0 7,36 0,44 0, ,6 6,28 0,51 0, ,0 4,09 0,59 0,69 Catatan : 1) Effisiensi Rangkine 2) Effisiensi D Aubuisson 7.2 Cara Kerja Cara Kerja Unit Pompa Bagian-bagian utama dari unit pompa hidram dapat dilihat pada gambar2 adalah sebagai berikut : 1) pipa pemasukan 4) tabung udara 7) kran pemasukan 2) katup limbah 5) pipa pengeluaran 8) kran pengeluaran 3) katup penghantar 6) ventil udara (9) dudukan pipa Gambar 2 Unit Utama Pompa Hidram

18 10 PEMANFAATAN POMPA HIDRAM DALAM PENYEDIAAN AIR BERSIH Prinsip kerja pompa hidram Prinsip kerja pompa hidram otomatis merupakan suatu proses perubahan energi kinetis aliran air rneajadi tekanan yang dinamik, sebagai akibatnya menimbulkan pukulan air (water hammer) sehingga terjadi tekanan tinggi dalam pompa, rnaka dari tekanan dinamik diteruskan sehingga tekanan enersia yang terjadi dalam pipa pemasukan memaksa air naik ke pipa penghantar Cara kerja pompa hidram Pompa hidram bekerja terus menerus selama 24 jam secara otomatis, cara bekerja dapat dilihat pada gambar 3 adalah sebagai berikut : 1) Kondisi pompa tidak bekerja (1) aliran air terhenti; (2) katup limbah terbuka sisa air terbuang; (3) katup penghantar tertutup; (4) tekanan udara dalam tabung tidak ada; 2) Kondisi 1 pompa bekerja (1) aliran air masuk; (2) katup limbah tertutup; (3) katup penghantar terbuka; (4) udara dalam tabung tertekan; (5) air keluar dari tekanan udara yang terpampatkan. 3) Kondisi 2 pompa bekerja (1) katup penghantar sedikit terbuka dari tekanan udara; (2) sebagian air ke luar lewat ventil; (3) aliran air pemasukan terus masuk; (4) air keluar 4) Kondisi 3 pompa bekerja (1) aliran air terus masuk: (2) katup iimbah tertutup, (3) katup penghantar tertutup; (4) air keluar; Proses di atas terus berulang, sehingga terjadi aliran air ke luar kontinyu dan bekerja terus selama aliran air masuk. Cara kerja dan bagian-bagian utama hidram akan dijelaskan pada gambar-gambar berikut;

19 PEMANFAATAN POMPA HIDRAM DALAM PENYEDIAAN AIR BERSIH 11 Gambar 1 Siklus Cara kerja hidraulik Ram (hidram) Gambar 2. Instalasi Hidram dan Cara Kerja

20 12 PEMANFAATAN POMPA HIDRAM DALAM PENYEDIAAN AIR BERSIH Keterangan : A = Tangki pemasukan J = Ruang udara B = Pipa pemasukan K = Pipa pengantar C = Lobang katup limbah L = Lobang pengeluaran pipa pengantar D = Pemberat katup limbah H = Tinggi vertikal pipa pengantar E = Katup limbah h = Tinggi vertikal pipa pemasukan F = Tangkai katup limbah W1 = Debit air terbuang di katup limbah G = Katup udara W2 = Debit pompa I = Katup penghantar Konstruksi Pembuatan bak penampung awal kapasitas minimum 1 M 3 Pipa pengantar (pemasukan) pipa besi+aksesoris, diameter dan panjang tergantung kebutuhan Pembuatan bak pelindung dan tutup hidram kapasitas 1 M 3 Pipa pengantar (keluar) dari hidram, pipa PVC+aksesoris, diameter dan panjang tergantung kebutuhan. Bak penampung akhir (distribusi) kapasitas minimum 1 M 3 Catatan : Bila air tidak memenuhi syarat mutu air bersih, diolah dengan penyaringan pasir lambat (SPL), sebagai berikut : Bak SPL, kapasitas minimum (P x L x T = 1 x 1 x 1,5 M 3 )* Media pasir diameter butir (0,25 1,0 mm), kapasitas 1 M 3 * P = panjang L = lebar T = tinggi

21 PEMANFAATAN POMPA HIDRAM DALAM PENYEDIAAN AIR BERSIH 13 LAMPIRAN Contoh Perhitungan Asumsi jumlah air yang dipompa perhari yang diharapkan; Misal : Aliran air sumber = 113,6 liter/menit Tinggi jatuh vertikal = 9,1 meter Daya angkat vertikal = 61 meter Populasi yang dilayani = 200 orang Perkirakan populasi dalam 15 tahun dengan pertambahan sebesar 25% = (25/100 x 200) = 250 orang. Maka kebutuhan air (250 orang x 45 liter/hari) = l/hari Gambar 3 Cara Penerapan Hidram di lapangan

22 14 PEMANFAATAN POMPA HIDRAM DALAM PENYEDIAAN AIR BERSIH

23

24