BAB I PERENCANAAN TEKNIS I.1. Umum Paa Bab telah ipilih satu alternatif jalur penyaluran an sistem pengolahan air buangan omestik Ujung Berung Regency. Paa bab ini akan itentukan imensi jaringan pipa, bangunan pelengkap serta pengolahan berasarkan alternatif terpilih. Agar apat menyalurkan air buangan engan baik, iperlukan pipa yang memiliki imensi yang sesuai engan kuantitas air buangan yang melewati saluran tersebut. Penentuan imensi jaringan pipa an bangunan pelengkap ini ilakukan berasarkan kriteria esain perencanaan an asar perhitungan yang telah ibahas paa bab-bab sebelumnya. Paa perencanaan pengolahan yang igunakan aalah sistem co nstructe wetlan. I.2. Dimensi Tangki Interseptor Tangki interseptor sebagai bagian ari small bore sewer, biasanya iesain seperti septic tank. Dengan emikian konstruksi tangki interseptor tiak perlu ilakukan (kecuali bangunan baru), tetapi hanya memanfaatkan septic tank yang telah ibangun oleh pengembang perumahan Ujung Berung Regency. Gambar 6.1 Tangki Interseptor (Puslitbangkim, 1997) Kriteria esain untuk septic tank: Perbaningan Panjang (P) an Lebar (L) 2-4 : 1 Lebar (L) minimum 0,7 m Panjang (P) minimum 1 m Erika Herliana (15303020) I - 1
Kealaman minimum 2,1 m Freeboar 0,2-0,4 m Data yang iperlukan untuk menesain sebuah tangki interseptor perumahan aalah: Jumlah penghuni tiap rumah 5 orang Jumlah air buangan per orang 128 l/orang/hari Rencana Pengerukan 3 tahun Perkiraan lahan yang terseia bagi konstruksi tangki 2 m 2 Perhitungan: Tangki berbentuk empat persegi panjang, panjang tangki 2 m an lebar tangki 1 m (P : L 2 : 1) 1. Waktu retensi hirolik minimum t h 1,53 0,3 log (P x q) t h 1,53 0,3 log (5 x 128) 0,688 hari 2. olume tangki h 10-3 (P x q) t h h 10-3 (5 x 128) 0,688 0,44 m 3. 3. olume lumpur an penyimpanan L 40 x 10-3 (P x N) L 40 x 10-3 (5 x 3) 0,6 m 3 4. Kealaman lumpur H L L P x L 0,6 0,3 m 2 x 1 5. Kealaman busa H b H b 0,4 per 1 m 3 air buangan 2 x 1 0,4 x 128 x 5 x 10-3 0,128 m 2 x 1 6. Ketinggian aerah bebas lumpur H p h P x L 0, 44 2 x 1 0,22 m 7. Kealaman efektif total H H L + H b + H p H 0,3 + 0,128 + 0,22 0,648 m Erika Herliana (15303020) I - 2
8. Kealaman tangki H tot H + freeboar 0,648 + 0,3 m 0,948 m Jai imensi tangki aalah: Panjang 2 m Lebar 1 m Tinggi 0,949 m Dimensi tangki interseptor untuk masing-masing sumber air buangan apat ilihat paa Tabel 6.1. Tabel 6.1 Dimensi Tangki Interseptor Sumber P L t h h L H L H b H p H tot Air Buangan (l/hari) (m) (m) (hari) (m 3 ) (m 3 ) (m) (m) (m) (m) Domestik 640 2 1 0.688 0.440 0.6 0.3 0.128 0.22 0.948 Peribaatan 3200 3 1.5 0.478 1.530 3 0.67 0.64 0.34 1.947 Peniikan 5120 4 2 0.417 2.135 4.8 0.6 1.024 0.267 2.191 Komersil 640 2 1 0.688 0.440 0.6 0.3 0.128 0.22 0.948 Olahraga 1920 2 1 0.545 1.046 1.8 0.9 0.384 0.523 2.107 I.3. Dimensi Saluran Air Buangan I.3.1. Dasar Dan Kriteria Perencanaan Dari hasil analisa alternatif jalur baik ari, jalur 3 merupakan jalur terpilih untuk menyalurkan air buangan. Yang menjai asar alam perhitungan saluran aalah sebagai berikut : 1. Sistem pengumpulan air buangan aalah sistem terpisah imana air buangan an air hujan tiak isalurkan alam satu saluran yang sama. Jaringan pengumpul air buangan hanya menerima air buangan (cairan saja) ari rumah tangga an fasilitas lain yang aa i perumahan. 2. Bentuk saluran aalah bulat lingkaran. 3. Bahan saluran aalah PC. 4. Koefisien manning untuk pipa PC aalah 0.013. 5. Faktor puncak paa SBS berkisar antara 1,2 1,3 bahkan mencapai 2 (Otis an Mara, 1986). Dalam perencanaan ini igunakan faktor puncak 1,5. 6. Kemiringan saluran iusahakan sesuai engan kemiringan lahan. 7. Kecepatan maksimum paa saat ebit puncak aalah 3,0 m/etik. 8. Kecepatan minimum paa saat ebit puncak aalah 0,3 m/etik. Erika Herliana (15303020) I - 3
I.3.2 Perhitungan Dimensi Saluran Air Buangan Alir perhitungan penentuan imensi saluran air buangan apat ilihat paa Gambar 6.2 berikut ini. S t Ht awal Ht L akhir D teo 0.312 esain. S 3 8 1. R n 2 3. S 1 2 1. ð. D 4 2 pas. Gambar 6.2 Bagan Alir Perhitungan Dimensi Saluran (Graha Kartika, 2005) Erika Herliana (15303020) I - 4
Dari hasil perhitungan yang terapat paa Lampiran A, maka berikut ini iberikan contoh perhitungan yang ilakukan paa pipa ari titik 1 ke titik 2. Kolom 1 Kolom 2 Kolom 3 Kolom 4 Kolom 5 Kolom 6 Kolom 7 Kolom 8 Kolom 9 Kolom 10 Kolom 11 Kolom 12 : Nomor lajur pipa Dari jalur 1 ke jalur 2 : Blok yang ilayani Blok A1, A2, A3 : Kumulatif blok yang ilayani A1, A2, A3 : Jumlah penuuk blok yang ilayani 15 jiwa : Jumlah kumulatif penuuk blok yang ilayani 15 jiwa : Panjang saluran 27,32 m : Debit rata-rata r 13,37 l/o/h x 15 orang/ 86400 + r saluran sebelumnya 0,002 l/etik : Debit puncak air buangan p f p x r 1,5 x 0,002 l/etik 0,003 l/etik : Debit infiltrasi, sebesar 2 l/etik/1000m 10 m 3 / (ha/hari) inf 2 l/etik/1000m x panjang saluran 2 l/etik/1000m x 27,32 m 0,05464 l/etik : Debit esain p + inf (3,33. 10-5 + 5,464. 10-5 ) m 3 /etik 8.797. 10-5 m 3 /etik : Elevasi tanah i titik awal pipa 704,2 m : Elevasi tanah i titik akhir pipa 703,3 m Erika Herliana (15303020) I - 5
Kolom 13 Kolom 14 : Elevasi awal pipa Hp awal Ht awal alamnya galian 704,2 0,6 703,6 m Elevasi awal pipa selanjutnya merupakan elevasi ari akhir saluran sebelumnya : Elevasi akhir pipa Hp akhir Hp awal (Slope pipa x Panjang saluran) 703,6 m (0,0315 x 27,32 m) 702,4604 m Kolom 15 : Slope tanah (S t ) St Ht awal Ht akhir Panjang saluran 704, 2-703,3 27,32 0,0315 Kolom 16 : Slope pipa (S p ) Kolom 17 Bila slope pipa > 0, S p S t Bila slope pipa < 0, Sp iasumsikan Paa jalur ini S p S t 0,0315 : Koefisien Manning pipa (n) Pipa yang igunakan aalah pipa PC, sehingga nilai n 0,013 Kolom 18 : Diameter pipa berasarkan hasil perhitungan (D teoritis ) D teo. n 0.321. S 0.5 3 8 0.004 x 0,013 0,312 x 0,0315 69,038 mm Kolom 19 : Diameter pipa yang terseia i pasaran (D pasaran ) 69,038 mm D pas 75 mm Kolom 20 : menunjukkan kecepatan yang mengalir alam saluran engan menggunakan iameter pasaran, bila saluran terisi penuh engan air buangan ( ) 0.5 3 8 Erika Herliana (15303020) I - 6
2 1 3 2 1 x R x S n 1 D x n 4 2 3 1 2 x S 1 0,075 x 0,013 4 0,963 m/etik 2 3 1 2 x 0,0315 Kolom 21 : Debit alam saluran terisi penuh engan air buangan ( ) Kolom 22 Kolom 23 Kolom 24 A x 1 x ð x D 2 x 4 1 x ð x 0,075 2 x 0,963 4 0,0043 m 3 /etik : Perbaningan antara ebit esain an ebit saat aliran penuh 5 5,94018.10 0,01965 0,003032 : Perbaningan /D ari grafik nomograf berasarkan nilai / 0,826 0,69 D : Perbaningan kecepatan esain engan kecepatan saat aliran penuh ( / ) ari grafik nomograf berasarkan nilai /D D 0,69 1,13 Kolom 25 : Kecepatan aliran alam pipa saat ebit esain tercapai ( ) x 1.13 x 0,963 1,088 m/etik Kolom 26 : Tinggi galian paa awal pipa (Hg awal ) Hg awal Ht awal Hp awal iameter luar pipa 707,2 706,32 (0,05 + 0,006) 0,824 m Kolom 27 : Tinggi galian paa akhir pipa (Hg akhir ) Hg akhir Ht akhir Hp akhir iameter luar pipa 703,3 702,7 (0,075 + 0,006) 0,519 m Erika Herliana (15303020) I - 7
Kolom 28 : Perbeaan ketinggian antara galian awal an akhir pipa ( Hg) Hg Hg awal - Hg akhir 0,519-0,519 0 Jika Hg > 0, artinya S t > S p, sehingga akan ibuat rop manhole apabila nilai Hg mencapai + 0.6 m Jika Hg < 0, artinya S t < S p, sehingga akan ibuat pemompaan apabila nilai Hg mencapai -7 m Jika Hg 0, artinya S t S p, konisi ini yang iinginkan I.4 Dimensi Bangunan Pelengkap Penyaluran Air Buangan I.4.1. Sambungan Halaman Terapat tiga macam sambungan halaman yaitu Tipe A-45 0, Tipe B-90 0 an Tipe C. 1. Tipe A-45 0 Pipa ari septic tank isambungkan engan pipa 45 0 menuju saluran Small Bore. Tipe ini igunakan jika kealaman saluran > 1,4 m an jarak ari tangki ke saluran > 3 m. 2. Tipe B-90 0 Pipa ari septic tank isambungkan engan pipa 90 0 menuju saluran small bore. Tipe ini igunakan jika kealaman saluran > 1,4 m an jarak ari tangki ke saluran < 3 m. 3. Tipe C Sama engan Tipe A, hanya saja penyambungannya paa manhole. Paa perencanaan ini, hanya terapat satu buah jenis manhole yang terapat paa jalur utama, sehingga tiak aa sambungan rumah yang langsung masuk ke manhole. Jai Tipe C tiak igunakan. I.4.2. Terminal Clean Out Cleanout irencanakan ipasang paa setiap noe, kecuali noe-noe yang telah menggunakan manhole. Cleanout ini igunakan untuk memasukkan alat pembersih paa ujung alat pipa pembersih paa pipa servis atau lateral an sebagai tempat pemasukkan air penggelontor sewaktu iperlukan. Hanya saja karena sistem yang igunakan aalah small bore sewer maka tiak perlu igunakan air penggelontor, Erika Herliana (15303020) I - 8
karena sistem ini tiak membawa paatan yang memerlukan air penggelontor untuk mencegah pemampatan saluran. Paa perencanaan ini, clean out itempatkan paa : 1. Awal saluran. 2. Bila aa perubahan arah saluran. 3. Pertemuan saluran (perempatan, pertigaan). 4. Setiap jarak 150-200 m paa pipa lurus. Operasi saluran Small Bore akan cukup memuaskan walaupun tanpa ventilasi, engan syarat graien saluran tetap negatif. Tetapi paa titik imana alirannya merupakan aliran bertekanan, uara apat terakumulasi paa jumlah yang banyak, sehingga cleanout yang aa isana harus iberi ventilasi untuk mengeluarkan gas-gas tersebut. I.4.3. Manhole Beberapa tipe manhole yang sering igunakan alam perencanaan penyaluran air buangan aalah : 1. Manhole Tipe A Untuk saluran yang beriameter tiak terlalu besar. Kealaman bagian atas iameter teralam (soffit) ari muka tanah antara 0,45 1,5 m. Dining berbentuk segi empat atau bulat, terbuat ari beton engan tebal 15 cm. Digunakan untuk saluran persil an sekuner. Tutup berukuran 0,9 x 0,5 m ari beton cetak, tetapi jika manhole i jalan, maka igunakan tutup yang terbuat ari besi tuang. 2. Manhole Tipe B Dengan kriteria sebagai berikut : Untuk saluran beriameter sampai 1200 mm. Kealaman bagian atas iameter (soffit) ari muka tanah 0,8 2,7 m. Dining berbentuk bulat, terbuat ari beton engan tebal 20 cm. Diameter manhole tergantung ari ukuran an jumlah pipa yang masuk. Untuk saluran persil an sekuner, tutup berukuran 0,9 x 0,5 m beton cetak. Untuk saluran inuk, tutup terbuat ari besi tuang. Erika Herliana (15303020) I - 9
3. Manhole Tipe C Dengan kriteria sebagai berikut : Untuk saluran beriameter sampai 1200 mm. Kealaman bagian atas iameter (soffit) ari muka tanah antara 2,7-5 m. Dining berbentuk bulat, terbuat ari beton engan tebal 20 cm. Diameter manhole tergantung ari ukuran an jumlah pipa yang masuk. Dining setinggi 1,8 m ari soffit ke intermeiate slab untuk memuahkan pemeliharaan. Dining i atas intermeiate slab ikurangi ukurannya menjai iameter 900 mm untuk menghemat biaya. Tutup berukuran 0,6 x 0,6 m ari besi tuang, kecuali untuk ukuran persil an sekuner igunakan tutup terbuat ari beton cetak. Manhole yang igunakan paa perencanaan ini hanya Tipe A karena hanya ipasang paa jalur utama saluran air buangan yang mempunyai iameter yang tiak terlalu besar an merupakan pertemuan ari ua saluran atau lebih, selain itu igunakan cleanout. Hal ini untuk menghemat biaya mengingat harga manhole yang mahal, selain itu manhole apat menyebabkan masuknya pasir an infiltrasi air. Tabel 6.2 Perhitungan Manhole Titik Diameter Pipa (mm) Kealaman Soffit (m) Tipe Manhole D1 D2 D3 H1 H2 H3 2 75 100 0.97 1.00 A 3 100 100 0.70 0.70 A 5 150 100 0.75 0.70 A 7 100 100 0.70 0.70 A 10 150 75 0.75 0.67 A 12 150 100 0.75 0.70 A 15 100 150 150 0.70 0.75 0.75 A 18 200 150 0.80 0.75 A 21 100 200 150 0.70 0.80 0.75 A 23 150 200 0.85 0.90 A 27 200 200 0.70 0.70 A 26 200 150 0.80 0.75 A 33 100 100 100 0.70 0.70 0.70 A I.5 Penentuan Dimensi Constructe Wetlan Berasarkan kelebihan an kekurangan berbagai jenis Constructe Wetlan yang aa, ipilihlah satu jenis yang paling efektif iterapkan i aerah perencanaan. Erika Herliana (15303020) I - 10
Jenis yang ipilih aalah Constructe Wetlan jenis Horizontal Subsurface Flow. Paa tipe ini kolam igali sampai kealaman tertentu kemuian iisi engan meia/substrat seperi tanah, pasir, kerikil. Kealaman meia berkisar antara 0,3-0,6 m. egetasi ari horizontal subsurface flow ini itanam i meia lapisan paling atas. Tanaman yang sering igunakan aalah tumbuhan yang biasa hiup i lingkungan basah seperti jenis cattail, bulrush, seges, rees, rushes, ll. Tinggi permukaan ipertahankan selalu beraa sekitar 15 cm i bawah permukaan meia engan mengatur ketinggian outlet agar beraa i bawah permukaan meia. Keuntungan ari tipe horizontal subsurface flow ini aalah tiak aanya genangan air yang apat menimbulkan bau an menjai tempat nyamuk berkembang biak. Kekurangan tipe ini aalah bakteri menghasilkan biofilm yang apat menyumbat pori-pori meia sehingga menyebabkan clogging. Selain itu sering terjai aliran penek yang menyebabkan menurunnya efisiensi pengolahan. Biaya konstruksi yang ibutuhkan untuk tipe ini juga jauh lebih tinggi ari tipe free water surface. Dari hasil perhitungan yang terapat paa Tabel 6.3, maka berikut ini iberikan contoh perhitungan yang ilakukan paa Constructe Wetlan I. 1. Nilai KT (konstanta reaksi ore pertama paa temperatur tertentu) KT K 20 x 1,06 (t-20) KT 1,104 x 1,06 (16-20) KT 0,874 2. Waktu retensi hiraulik (t): t ln (Co/Ce) KT t ln (110/80) / 0,874 t 0,364 hari 3. Luas permukaan, As : As [ x (In Co - In Ce)] (KT x x n) As [26,784 x (ln 110 ln 80)] / [0,874 x 0,6 x 0,32] As 50,801 m 2 Erika Herliana (15303020) I - 11
4. Luas Penampang, Ac : Ac Ks x S Ac 26,784 / (1000 x 0,01) Ac 2,678 m 2 5. Lebar Penampang, W : W Ac W 2,678 / 0,6 W 4,464 m 6. Panjang Penampang, L : L As / W L 50,801 / 4,464 L 11,38 m Nilai KT, t,, n, s, an Ks ini sama untuk semua Constructe Wetlan yang irencanakan, an suhu 16 o merupakan suhu minimum imana Constructe Wetlan bisa beroperasi engan baik. Keterangan : Nilai K 20 1,104 Co 110 mg/l Ce 80 mg/l 0,6 m Ks 1000 n 0,32 Tabel 6.3 Perhitungan Dimensi Constructe Wetlan Constructe As Ac W L Wetlan (l/etik) (m3/hari) (m2) (m2) (m) (m) 1 0.31 26.784 50.801 2.6784 4.464 11.38 2 0.27 23.328 44.246 2.3328 3.888 11.38 3 0.71 61.344 116.35 6.1344 10.224 11.38 4 0.24 20.736 39.33 2.0736 3.456 11.38 Erika Herliana (15303020) I - 12