Post on 30-Dec-2014
description
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring bertambahnya waktu, perkembangan penduduk di muka
bumi ini akan mengalami perkembangan. Perkembangan penduduk
yang sangat pesat mengakibatkan kebutuhan air bersih juga turut
meningkat. Selain jumlah penduduk yang tinggi, ada faktor lain yang
ikut mempengaruhi kebutuhan air naik, yaitu :
Taraf Hidup
Dengan makin tingginya taraf hidup, kebutuhan air bersih juga
semakin tinggi. Karena air bersih bukan hanya digunakan sebagai
air minum, tetapi juga untuk kebutuhan lainnya seperti mencuci,
memasak, dll.
Kondisi Iklim
Di Indonesia, kebutuhan air minum akan berbeda pada saat
musim kemarau dan musim penghujan. Pada musim penghujan,
pemakaian air besih relatif lebih tinggi bila dibandingkan dengan
pada musim kemarau.
Kebiasaan Hidup
Beragamnya kebiasaan hidup yang diikuti oleh perkembangan
alat plambing baru turut mempengaruhi jumlah beban air bersih
pada tiap unitnya.
Pertumbuhan Industri
Dunia industri juga banyak menggunakan air bersih baik untuk
kebutuhan pekerja maupun dalam proses produksinya
Air di bumi ini memiliki jumlah yang tetap dan bergerak membentuk
suatu siklus yang disebut dengan siklus hidrologi. Walaupun jumlahnya
tetap tetapi terjadi permasalahan yaitu tidak meratanya sumber air atau
letak air tersebut sehingga di satu sisi sebuah daerah mengalami surplus
air tetapi daerah lainnya mengalami kekurangan air. Di samping tidak
meratanya persediaan air, juga timbul permasalahan lain yaitu
menurunnya kualitas air yang ada. Penurunan kualitas ini disebabkan oleh
Page 1
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
berbagai hal baik itu dari ulah manusia maupun dari alam itu sendiri.
Adanya perubahan kualitas ini mengakibatkan terjadinya perubahan
peruntukan atau fungsi dari air tersebut misalnya untuk air minum atau
digunakan untuk pertanian.
Sumber air di dunia ini dapat berasal dari air permukaan maupun
air tanah. Contoh dari air permukaan antara lain danau, waduk, sungai
dan sebagainya. Sedangkan sumber air yang berasal dari air tanah dapat
berasal dari air tanah dangkal maupun air tanah dalam. Dari sumber –
sumber air tersebut, masing – masing memiliki ciri – ciri tersendiri yang
merupakan ciri khas dari air tersebut. Seperti air tanah memiliki
kandungan Fe dan Mn yang tinggi, air permukaan memiliki kekeruhan
yang tinggi sedangkan air pada lahan gambut memiliki kadar asam yang
tinggi.
Supaya air tersebut dapat digunakan untuk air minum atau sebagai
air bersih, maka harus dilakukan suatu upaya pengolahan. Pengolahan air
merupakan suatu upaya untuk menghilangkan polutan atau pencemar
yang ada di air sehingga air tersebut sesuai dengan baku mutu air untuk
air minum. Pada pengolahan air, metode yang digunakan berbeda – beda
sesuai dengan jenis pencemar yang ada di air tersebut.
1.2 Tujuan
Adapun tujuan dari tugas perencanaan bangunan pengolahan air
minum ini adalah :
a. Agar mahasiswa dapat mengerti dan memahami proses pengolahan
air baku dari air sungai menjadi air yang layak untuk diminum
b. Mahasiswa dapat mengerti aspek – aspek yang harus diperhatikan
dalam mendesain bangunan pengolahan air minum dan dapat
mendesain suatu bangunan pengolahan sesuai kualitas air baku
yang ada.
c. Sebagai syarat dari kelulusan mata kuliah perencanaan bangunan
pengolahan air minum.
1.3 Ruang Lingkup
Page 2
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Dalam tugas ini, ruang lingkup yang akan dibahas meliputi :
a. Pendahuluan (deskripsi wilayah perencanaan)
b. Perencanaan awal (3 alternatif pengolahan)
c. Perencanaan detail tiap unit pengolahan dari alternatif yang
dipilih, meliputi gambar skets dan perhitungan (nota desain)
d. Layout dan profil hidrolis
e. Volume pekerjaan (bill of quantity)
f. Lampiran berupa:
f.1 Gambar-gambar detail rencana yang terdiri dari:
Gambar denah
Gambar tampak
Gambar potongan (minimal 2)
Gambar detail (minimal 2)
f.2 Daftar harga satuan bahan dan pekerjaan (terbaru)
1.4 Gambaran Umum Wilayah Perencanaan
1.4.1 Luas Wilayah
Kota Blitar dengan luas wilayah sekitar 3.257,83 Ha (32,58 km2)
yang terletak pada koordinat 112014’–112028’ Bujur Timur dan 802’–8o8’
Lintang Selatan terbagi menjadi 3 kecamatan, yaitu Kecamatan Sukorejo
dengan luas 9,93 km2, Kecamatan Kepanjenkidul 10,50 km2, dan
kecamatan Sananwetan 12,15 km2. Dari 3 kecamatan tersebut habis
terbagi 21 kelurahan yaitu Kecamatan Sukorejo sebanyak 7 kelurahan,
Kecamatan Kepanjenkidul dan Kecamatan Sananwetan masing-masing 7
kelurahan . Pembagian wilayah tersebut adalah disajikan dalam tabel 1.1
berikut :
Page 3
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Kecamatan KelurahanLuas
Wilayah(km2)
Sukorejo
Tlumpu 1,0153
Karangsari 0,8824
Turi 0,5086
Blitar 1,33205
Sukorejo 1,4662
Pakunden 4,72005
Tanjungsari 4,72005
Kepanjenkidu
l
Kepanjenkidu
l0,86703
Kepanjenlor 0,61328
Kauman 0,68033
Bendo 1,5185
Tanggung 2,23
Sentul 2,683
Ngadirejo 1,9102
Sananwetan
Rembang 0,84425
Klampok 1,5307
Plosokarep 1,2481
Karangtenga
h1,7954
Sananwetan 2,1279
Bendogerit 1,9552
Gedog 2,65
Jumlah 32,57849
Tabel 1.1 Luas Wilayah Dirinci Menurut Kelurahan
Page 4
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Di bawah ini adalah gambar 1.1 yang menunjukkan peta Blitar
Gambar 1.1 peta blitar
Page 5
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
1.4.2 Keadaan Geografi
Kota Blitar terletak sekitar 160 km sebelah Selatan Ibukota Propinsi
Jawa Timur yaitu Kota Surabaya. Kota Blitar terletak ditengah-tengah
Kabupaten Blitar, dan merupakan kota terkecil ketiga di Jawa Timur
setelah Kota Batu dan Kota Blitar. Kota Blitar berada di lereng Gunung
Kelud dan dikelilingi oleh Kabupaten Blitar dengan batas-batas sebagai
berikut :
Sebelah Utara : Kec.Nglegok dan Kec.Garum, Kab.Blitar
Sebelah Timur : Kec.Garum dan Kec.Kanigoro, Kab.Blitar
Sebelah Selatan : Kec.Kanigoro dan Kec.Sanankulon, Kab.Blitar
Sebelah Barat : Kec.Sanankulon dan Kec.Nglegok, Kab.Blitar
Rata-rata ketinggian Kota Blitar dari permukaan air laut adalah 156
m. Ketinggian Kota Blitar di bagian utara adalah sekitar 245 m dengan
tingkat kemiringan 2-15 derajat, bagian tengah sekitar 175 m, dan bagian
selatan sekitar 140 m dari permukaan air laut dengan tingkat kemiringan
masing-masing 0-2 derajat. Perbedaan ketinggian antara bagian utara,
tengah, dan selatan yang berkisar antara 25 sampai 50 m tersebut
menunjukkan bahwa secara topografi, wilayah Kota Blitar masih termasuk
kategori daerah datar (dataran rendah). Keadaan tanah di wilayah kota
Blitar berupa tanah Regusol dan tanah Litusol. Jenis tanah Regusol berasal
dari pasir Gunung Kelud serta batuan endapan berkapur, dimana tanah
Regusol yang ada berasosiasi dengan tanah Litusol yang berasal dari
batuan beku lapis yang terletak didaerah lereng bukit. Jenis tanah Litusol
mempunyai konsistensi gembur, korositas tinggi, dan tahan terhadap
erosi.
Lokasi wilayah Kota Blitar berada di sebelah Selatan Garis
Khatulistiwa dan mempunyai tipe iklim C-3 dengan kisaran suhu 240-340C
(suhu rata-rata 290C). Berdasarkan pemantauan dari 4 stasiun didaerah
Bendogerit, Ngadirejo, Kepanjenlor, dan Rembang, tercatat bahwa curah
hujan selama tahun 2004 terjadi antara bulan Januari sampai Juli dan
Page 6
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
bulan September sampai Desember. Sementara itu selama bulan Agustus
tidak terjadi hujan sama sekali.
Satu-satunya sungai yang mengalir di Kota Blitar adalah Sungai
Lahar dengan panjang ± 7,84 km. Sungai tersebut mengalir dari arah
Utara yang bermuara di Gunung Kelud menuju ke Selatan menyatu
dengan Sungai Brantas.
Page 7
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
BAB BAB 22
PERENCANAAN PENGOLAHANPERENCANAAN PENGOLAHAN AIR BAKUAIR BAKU
1.1 Air Baku
Air baku merupakan air beserta senyawa lain yang terlarut dan tersedia
dalam jumlah besar dan mempunyai fungsi tertentu. Air baku dapat
diambil dari sumber-sumber air baku yang memenuhi syarat baku mutu
yang ada.
1.1.1 Sumber Air Baku
Perencanaan bangunan pengolahan air minum bertujuan untuk mengolah
air baku yang belum memenuhi standart tertentu dalam beberapa
parameter untuk dijadikan air minum dengan kualitas yang memenuhi
syarat fisik, kimia, dan biologis sehingga dapat didistribusikan dengan
aman kepada konsumen.
Adapun sumber air yang dapat digunakan sebagai air minum adalah:
Air permukaan : air sungai, air danau, air waduk, air laut dsb.
Air angkasa : air hujan
Air tanah : air tanah dangkal, air tanah dalam, mata air,
artesis, dsb.
1.1.1.1 Air Permukaan
Adapun air permukaan berpotensi terkontaminasi dan harus dilakukan
pengolahan terlebih dahulu. Kontaminan yang terdapat di dalamnya
mengandung bahan organik dan anorganik, gas dan mikroorganisme. Air
permukaan bisa dipergunakan untuk berbagai peruntukan. Sebagai
sumber air baku untuk air minum, maka air permukaan harus memenuhi
kualitas oksigen yang terlarut, pH yang sesuai, kandungan zat padat,
Page 8
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
kandungan bakteri, kehadiran zat beracun, temperatur dan parameter
lainnya. Air permukaan biasanya dijadikan alternatif bila kuantitas atau
kualitas air tanah tidak memenuhi syarat sebagai bahan baku air minum.
(Al Layla, 1978). pH yang diinginkan pada air permukaan adalah antara
6.5 sampai 8.5 untuk menjaga kelangsungan kehidupan air. Kualitas air
permukaan dipengaruhi oleh keadaan lingkungan sekitar. Adapun
berbagai sumber air permukaan adalah sebagai berikut:
1.1.1.2 Air sungai
Air dapat berasal dari sungai yang mengalir secara kontinyu, air hujan
yang tertampung dan atau berasal dari banjir yang tersimpan. Air yang
berasal dari sungai harus terlebih dahulu melalui proses pengolahan
sebelum disuplai ke konsumen.
1.1.1.3 Danau
Danau atau tampungan air dalam luas area yang besar dapat dijadikan
sebagai sumber air baku untuk air minum. Air yang berasal dari danau ini
mempunyai kualitas yang lebih baik dibandingkan dengan air sungai. Air
bisa diambil dari lapisan bawah dan jauh dari permukaan, dimana
temperaturnya lebih rendah dan tidak tedapat plankton.
Apabila kondisi lingkungan sekitar tercemar oleh berbagai sumber, seperti
adanya industri atau pertanian, maka sebelum dijadikan sumber air baku
untuk air minum harus benar-benar diketahui kualitas air baku untuk
dapat diolah dengan unit pengolahan yangs sesuai.
1.1.1.4 Air Angkasa
Dalam penyediaan air minum untuk pemukiman atau perkotaan, air hujan
jarang digunakan secara langsung. Pada area khusus dengan penduduk
yang sedikit dimana tidak terdapat sumber air baku yang lain, air hujan
bisa dimanfaatkan sebagai sumber air baku. Air hujan yang berasal dari
atap bangunan ditampung dalam suatu penampungan air. Reservoir
dalam area luas dapat menampung air hujan dalam jumlah besar, namun
Page 9
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
terkadang kualitas air hujan berubah dan tidak murni lagi. Berkaitan
dengan ketidakadaan beberapa mineral, air hujan dapat bereaksi dengan
gas di atmosfer dan menyebabkan korosi.
1.1.1.5 Air Tanah
Pada perencanaan bangunan pengolahan air minum ini berasal dari air
tanah. Air tanah adalah air yang berada di bawah permukaan tanah, di
antara butiran tanah atau di sela batuan. Muka air tanah dapat
berfluktuasi. Perubahan muka air tanah ini disebabkan antara lain oleh:
Pemompaaan
Proses pengaliran
Evapotranspirasi
Adanya tekanan beban luar
Pasang surut air laut
Kecepatan aliran air tanah dipengaruhi oleh:
Gaya gravitasi
Friksi atau gesekan
1.1.2 Syarat Air Baku
Secara jelas, persyaratan yang harus dipenuhi oleh air baku untuk air
minum adalah sebagai berikut:
a) Syarat kualitas
Air minum harus memenuhi syarat-syarat kualitas yang telah
ditetapkan yaitu:
Syarat fisik : suhu, rasa, bau, warna, kekeruhan, dan zat
padat terlarut
Syarat kimia : pH, zat organik dan anorganik serta kadar
mineral yang seimbang
Syarat biologis : bebas dari bakteri patogen dan
mikroorganisme pengganggu lainnya
b) Syarat kontinuitas
Page 10
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Keberadaan dan ketersediaan air minum harus terjamin setiap saat
c) Syarat kuantitas
Air minum yang diproduksi oleh instalasi air minum harus mampu
memenuhi jumlah permintaan dan kebutuhan
Kualitas air baku sangat penting untuk diketahui dalam menentukan jenis
pengolahan yang diperlukan. Disamping pengamanan dari segi kesehatan
juga perlu diperhatikan pengamanan terhadap sistem transmisi dan
distribusi air minum dari pengolahan sampai ke konsumen.
Alasan-alasan teknis dan kesehatan mendasari penyusunan standar
kualitas air minum yang aman dikonsumsi. Untuk lebih jelasnya, beberapa
parameter di atas yang umumnya perlu diketahui kadarnya untuk
pengolahan air minum dapat dilihat pada baku mutu yang berlaku.
1.1.3 Pemilihan Sumber Air Baku
Dalam pemilihan sumber air baku, harus diperhatikan hal-hal sebagai berikut:
a) Kualitas air baku
b) Kuantitas air baku
c) Kondisi iklim di daerah sumber air baku
d) Lokasi sumber air baku harus tetap, tidak mengalami kemungkinan
pindah atau tertutup
e) Konstruksi intake yang memenuhi syarat dan kesulitan yang kecil
f) Kemungkinan perluasan intake dimasa yang akan dating
g) Elevasi muka air yang cukup
h) Kemungkinan timbulnya pencemar dimasa yang akan dating
i) Fasilitas, biaya operasi dan biaya perawatan yang relatif murah
(Al Layla, 1978 dan Kawamura, 1991)
Pendekatan yang paling efektif untuk menentukan apakah suatu sumber
air memenuhi persyaratan sebagai sumber air baku air minum adalah
memilih sumber dengan kualitas yang baik (Sanks, 1982).
Page 11
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Kualitas dari sumber air baku harus diperhatikan, karena berpotensial
mengandung berbagai macam polutan. Untuk air tanah misalnya,
sebaiknya lokasi sumur tidak terlalu dekat dengan lokasi dari industri
atau kolam pembuangan limbah. Kalaupun lokasi sumur berdekatan,
harus dicermati jarak yang memenuhi persyaratan agar tidak tercemar.
Air permukaan yang tercemar oleh aliran balik dari irigasi persawahan
misalnya, dapat membawa sejumlah kandungan pestisida dan nitrat. Bila
air tanah juga memerlukan pengolahan lengkap, sedangkan demikian juga
dengan air permukaan, tidak berarti bahwa lebih mudah untuk
menentukan sumber air yang dipilih. Selain faktor kemurniannya, faktor
lain juga harus dipertimbangkan. Dalam segi karakteristik dasar yang
dimiliki oleh kedua sumber ini, dapat digambarkan sebagai berikut :
Tabel 2.1 Karakteristik Air Permukaan dan Air Tanah
Karakteristik
yang
dipertimbangkan
Air Permukaan Air Tanah
TemperaturBervariasi tergantung
musimRelatif konstan
Kekeruhan (SS) Bervariasi Rendah atau tidak ada
Kandungan
mineral
Terpengaruh hujan,
efluen industri atau
tanah
Konstan & cenderung
tinggi dibanding air
permukaan
Fe & Mangan
divalen
Biasanya tidak ada,
kecuali di dasar danau
dalam proses
eutrofikasi
Ada
CO2 agresif Biasanya tidak adaAda dalam jumlah
besar
Oksigen terlarutBerada pada level
saturasi
Biasanya tidak ada
atau sedikit
AmoniaDitemukan pada air
yang terkontaminasi
Biasanya ada tanpa
menunjukkan bahwa
Page 12
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
air terkontaminasi
Hidrogen sulfida Tidak ada Biasanya ada
Silika Komposisi sedang Kadang tinggi
Nitrat Rendah Tinggi dan berisiko
OrganismeBakteri (patogen),
virus, plankton
Methamoglobinaemia,
bakteri fero
Sumber : Degremont, 1979
1.2 Air Minum
Air minum adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses
pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung
diminum. Air minum aman bagi kesehatan apabila memenuhi persyaratan
fisika, mikrobiologis, kimiawi dan radioaktif.
1.2.1 Standar Kualitas Air Minum
Perencanaan bangunan pengolahan air minum bertujuan untuk mengolah
air baku agar layak untuk dikonsumsi sebagai air minum. Karena itu,
terlebih dahulu harus diketahui standar kualitas air minum untuk
menentukan sampai batas mana parameter yang ada pada air baku harus
diolah. Adapun sumber-sumber air yang dapat digunakan sebagai air
minum adalah sebagai berikut :
Air permukaan, yaitu air sungai, danau, air waduk
Air tanah
Air laut
Air hujan
Dari berbagai sumber tersebut, secara umum air yang digunakan harus
memenuhi persyaratan, antara lain :
a) Persyaratan fisik
b) Persyaratan Kimiawi
c) Persyaratan Bakteriologis
Page 13
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Selain itu, beberapa standart kualitas air baku yang akan dijadikan air
minum harus diperhatikan antara lain :
1) Suhu
Suhu yang diinginkan adalah antara 20oC sampai 30oC. Seiring
dengan masuknya aliran air limbah yang masuk ke suatu badan air,
maka suhu mengalamifluktuasi. Apabila fluktuasi rendah maka
efisiensi klorinasi dan koagulasi dengan alum akan rendah sehingga
beban filter menjadi tinggi. Sedangkan apabila fluktuasi suhu tinggi
maka akan terjadi biodegradasi bahan organik dan perubahan
kehidupan tumbuhan dan hewan.
2) Bau dan Rasa
Bau dan rasa yang terkandung di dalam air baku berasal dari
pembusukan tumbuhan, air buangan domestik atau industri, bakteri
dan protozoa. Bau dapat berupa asam, manis, pahit, terbakar atau
busuk. Sedangkan rasa dapat berupa rasa manis, asam, asin dan
pahit. Umumnya penentuan bau dan rasa ini melalui metode secara
langsung.
3) Warna
Warna dalam air dapat disebabkan oleh adanya ion-ion metal alam
(besi dan mangan), humus, plankton, tanaman pengganggu air,
buangan domestik, pembusukan bahan organik, pemisahan lignin
dan buangan industri. Warna dalam air dapat dibedakan menjadi
dua hal, yaitu warna sejati (true color) dan warna semu (apparent
color). Warna sejati adalah warna dari air yang sebenarnya tanpa
adanya kekeruhan. Warna ini biasanya disebabkan adanya
senyawa-senyawa organik yang mudah larut dan beberapa ion
logam. Warna semu bukan hanya disebabkan oleh adanya zat-zat
tersebut di atas, tetapi juga disebabkan bahan tersuspensi. Warna
harus dihilangkan karena:
Estetika
Page 14
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Konsentrasi warna yang banyak akan mengganggu kehidupan
biota air. Penetrasi sinar matahari akan berkurang, fotosintesis
akan menurun dan zone efektif O2 akan berkurang
Biaya penghilangan warna yang tinggi
Bila warna alami tinggi, dan disinfeksi dengan klorin tinggi, maka
akan membentuk Trihalomethane yang karsinogenik.
4) Kekeruhan
Pengukuran kekeruhan dalam air berdasarkan intensitas cahaya
yang dipendarkan oleh suspensi dalam air. Kekeruhan disebabkan
oleh adanya zat tersuspensi seperti lempung, Lumpur, zat organik,
plankton dan zat-zat halus lainnya. Kekeruhan merupakan sifat
optik dari suatu larutan yaitu absorbsi dan pantulan cahaya yang
melaluinya. Tidak dapat dihubungkan secara langsung antara
kekeruhan dengan kadar zat tersuspensi, karena tergantung pada
ukuran dan bentuk butir. Metode yang digunakan untuk mengukur
kekeruhan adalah dengan metode Hellige Turbidimetri (unit
kekeruhan silica), turbidimetri dan spektrofotometer.
Metode pengolahan kekeruhan antara lain filtrasi. Filtrasi dari
berbagai sumber air baku adalah keharusan dan akan
meningkatkan kualitas air seiring dengan tahap proses yang ada.
Sebelum merencanakan unit filtrasi, penelitian tentang kekeruhan
dari suatu sumber air baku harus dilakukan secara menyeluruh dan
mewakili berbagai kondisi sumber. Hal ini akan menentukan apakah
filtrasi yang dilakukan secara langsung (direct filtration) atau unit
filtrasi lengkap.
Secara umum, kekeruhan tidak berbahaya langsung kepada
konsumen namun harus dihilangkan karena:
Estetika
Kemampuan filter akan berkurang dan biaya akan tinggi
Page 15
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Apabila sudah sampai ke tahap disinfeksi kekeruhan masih
tinggi, maka efektifitas desinfeksi menjadi rendah
Metode untuk mengukur kekeruhan ini adalah dengan
menggunakan nilai NTU (Nephelometrik) yaitu perbandingan
intensitas cahaya yang dihamburkan dari sampel air dengan yang
dihamburkan dari larutan standar. Aplikasi data kekeruhan ini dapat
digunakan untuk:
a) Menentukan jenis pengolahan yang digunakan
b) Menentukan jenis filtrasi (filter cepat atau lambat)
c) Menentukan dosis koagulan
d) Menentukan dosis disinfeksi
5) Padatan Terlarut
Dalam air alam ditemukan dua kelompok zat, yaitu zat terlarut
seperti garam dan molekul organik, zat padat tersuspensi (koloidal)
seperti tanah liat dan pasir kuarsa. Perbedaan antara dua kelompok
zat yang ada dalam air alam cukup jelas namun terkadang sulit
dibedakan secara definitif. Dalam kenyataannya, suatu molekul
organik polimer tetap bersifat sebagai zat terlarut, walaupun
panjangnya lebih dari 10 mikrometer, sedangkan beberapa jenis zat
koloid mempunyai sifat bereaksi seperti zat-zat terlarut.
Analisa zat padat dalam air sangatlah penting bagi penentuan
komponen-komponen air secara lengkap, juga untuk merencanakan
serta pengawasan proses pengolahan air minum.
6) pH
pH menunjukkan kadar asam atau basa suatu larutan, melalui
konsentrasi ion hidrogen H+. Ion hidrogen merupakan faktor utama
untuk menentukan reaksi kimiawi karena:
H+ ada dalam keseimbangan dinamis dalam air yang
membentuk suasana untuk reaksi kimiawi yang berkaitan
dengan pencemaran air
H+ tersusun juga oleh banyak unsure lain
Page 16
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Prinsip analisa pH adalah:
a) Kalorimeter dengan mengggunakan indikator, kalau keadaan
indikator berubah maka keadaan dapat dirubah
b) Potensiometri tegangan yang diukur oleh pH meter
c) Titrasi asam basa untuk menentukan normalitas asam basa
7) Zat Organik
Beberapa organisme yang berpotensi menyebabkan timbulnya
penyakit berasal dari buangan organik manusia dan individu yang
terinfeksi. Kandungan zat organik ini juga bisa berasal dari berbagai
bahan kimia organik yang mungkin berasal dari buangan pupuk
pertanian atau limbah domestik. Karena tidak mungkin
untukmengontrol setiap tindakan manusia, maka perlu adanya
penanganan tertentu untuk menanganinya, dalam hal ini berkaitan
dengan penyediaan air minum.
Alternatif yang umum digunakan ialah dengan disinfeksi. Bila
kandungan zat organik cukup tinggi, maka kebutuhan klor juga
akan banyak. Sedangkan bila dosis klor tinggi dan bereaksi dengan
zat organik akan berpotensi membentuk Trihalomethane yang
karsinogenik. Selain itu konsumsi klor yang tinggi akan
menyebabkan bau dan rasa pada air hasil pengolahan. Pemilihan
dari disinfeksi yang akan digunakan tergantung dari kualitas dan
kuantitas air baku yang akan diolah. Bila warna alami pada air
tinggi, maka perlu alternatif lain selain disinfeksi. Misalnya adalah
dengan membran filtrasi dan filter karbon aktif, yang dilanjutkan
dengan ozon atau ultraviolet.
8) Kesadahan
Kesadahan dalam air terutama disebabkan oleh ion-ion Ca2+ dan
Mg2+, juga oleh Fe2+, Mn2+ dan semua kation yang bermuatan dua.
Air dengan kesadahan tinggi biasanya terdapat di daerah yang
bersifat kapur.
Page 17
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Air sadah mengakibatkan konsumsi sabun lebih tinggi, karena
adanya hubungan kimiawi antara ion kesadahan dengan molekul
sabun yang menyebabkan sifat detergen sabun hilang. Kelebihan
ion Ca2+ serta ion CO3-2 (salah satu ion alkalinity) mengakibatkan
terbentuknya kerak pada dinding pipa yang disebabkan endapan
kalsium karbonat. Kerak ini akan mengurangi penampang basah
pipa dan menyulitkan pemanasan air dalam ketel.
Kesadahan total adalah jumlah ion-ion Ca2+ dan Mg2+ yang dapat
ditentukan melalui titrasi dengan EDTA sebagai titran dan
menggunakan indikator yang peka terhadap semua kation tersebut.
9) Besi dan Mangan
Besi adalah salah satu elemen kimiawi yang dapat ditemukan di
hampir setiap tempat di bumi, pada lapisan geologis dan semua
badan air. Pada umumnya, besi yang terdapat dalam air dapat
bersifat:
Terlarur sebagai Fe2+ dan Fe3+
Tersuspensi sebagai butir koloidal (diameter < 1 mikrometer)
atau lebih besar, seperti Fe2O3, FeO, Fe(OH)2, Fe(OH)3 dsb.
Tergabung dengan zat organik atau zat padat yang anorganik
(misal tanah liat)
Pada air permukaan jarang ditemukan kadar Fe lebih dari 1mg/l,
tetapi dalam air tanah kadar Fe dapat jauh lebih tinggi. Konsentrasi
Fe yang tinggi ini dapat dirasakan dan menodai beberapa pakaian
atau peralatan dapur. Pada air yang tidak mengandung oksigen,
besi terdapat sebagai Fe2+ yang cukup dapat terlarut. Sedangkan
pada air sungai yang mengalir dan terjadi aerasi, Fe2+ teroksidasi
menjadi Fe3+. Fe3+ ini susah larut pada pH 6 sampai 8, bahkan dapat
menjadi ferihidroksida fe(OH)3 atau salah satu jenis oksida yang
merupakan zat padat dan bisa mengendap. Demikian dalam air
sungai, besi berada sebagai Fe2+, Fe3+ terlarut dan Fe3+ dalam
bentuk senyawa organik berupa koloid.
Page 18
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Mangan tidak terbentuk secara alami, tetapi dapat bersama-sama
dengan garam dan mineral. Mangan biasanya berbentuk
mangandioksida yang sangat tidak larut. Begitu juga dengan
pyrolusite, mangan karbonat dan mangan silikat.
Sumber masuknya besi dan mangan ini berasal dari buangan
sampah organik pada tanah di sekitar sumber air, sehingga akan
mengalami infiltrasi dan menyebabkan kondisi anareob. Mn4+ dan
Fe3+ stabil dalam air yang mengandung oksigen. Bentuk tersebut
dapat direduksi dalam kondisi aerob.
Adapun cara-cara mereduksi besi dan mangan antara lain:
a) Oksidasi dengan menggunakan oksigen, klor atau potasium
permanganate
b) Pelunakan air (lime softening), mengurangi Fe dan Mn sekaligus
mengurangi kesadahan
c) Pertukaran ion (ion exchange)
d) Mangan zeolit, pertukaran dengan ion lain sehingga Fe dan Mn
dapat mengendap
e) Kerugian yang ditimbulkan dengan adanya Fe dan Mn dalam air:
f) Fe dan Mn yang mengendap dalam air akan membentuk warna
kuning, coklat dan hitam
g) Pakaian yang dicuci dengan air yang mengandung Fe dan Mn
akan menjadi kuning
h) Korosi pada alat-alat plumbing yang kontak dengan air yang
mengandung Fe dan Mn mendukung petumbuhan
mikroorganisme (iron bacteria), yang dapat menyebabkan
penyumbatan pada pipa, valve dan timbul bau dan rasa
10) Klorida
Klorida terjadi secara alami dengan berbagai konsentrasi. Pada
daerah dataran tinggi, konsentrasi klorida kecil. Sedangkan secara
umum, konsentrasi klorida meningkat seiring dengan meningkatnya
konsentrasi mineral.
Page 19
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Faktor yang menyebabkan klorida dapat masuk ke sumber air ialah
adanya intrusi air laut untuk daerah yang dekat dengan laut. Atau
juga dapat berasal dari buangan tinja manusia dan iar buangan
industri.
Reaksi pengendapan telah digunakan secara luas dalam kimia
analitis, titrasi, gravimetri dan memisahkan sampel menjadi
komponen-komponen. Perhitungan kesetimbangan didasarkan pada
ketetapan hasil kelarutan. Indikator titrasi pengendapan untuk
larutan pH 6-10 adalah ion kromat yang membentuk endapan
AgCrO4 merah bata.
Standar kualitas air minum untuk klorida adalah 250 mg/l. Bila lebih
dari itu maka akan timbul rasa asin dan apabila berbentuk dalam
klor bebas akan bereaksi dengan zat organik membentuk kloramin.
11) Sulfat
Sulfat terdapat di badan air dengan konsentrasi yang bervariasi
antara beberapa hingga ribuan mg/l. Konsentrasi yang amat tinggi
dijumpai pada air laut yang kaya akan mineral dan badan air yang
terkena pengaruh intrusi air laut. Sulfat merupakan anion utama
dala air. Kadar sulfat yang tinggi dapat juga dideteksi di perairan
yang sangat tercemar oleh bahan organik, dimana terdapat
suasana yang miskin oksigen. Selain itu, limbah cair industri dapat
mengkontribusikan ion sulfat pada badan air.
Dalam teknik gravimetri, ion sulfat diendapkan sebagai garam
barium sulfat dengan penambahan barium klorida dalam suasana
asam. Selain itu, limbah cair industri dapat megontribusikan ion
sulfat ke badan air.
Pada kondisi kekurangan oksigen terlarut dan nitrat, sulfat
berperan sebagai sumber oksigen atau akseptor O2 untuk oksidasi
biokimia oleh bakteri anaerobik. Ion sulfat tereduksi menjadi ion
Page 20
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
sulfat dan membentuk H2S pada pH 8 atau lebih. Apabila pH lebih
asam, maka H2S lebih banyak dan bau busuk akan terjadi.
Pada saluran air limbah domestik maupun industri yang mempunyai
temperatur tinggi, waktu detensi besar dan mengandung
konsentrasi sulfat yang besar maka akan menyebabkan korosi
mahkota “crown corrosion” pada dinding saluran.
12) Nitrat
Nitrat NO-3 adalah bentuk senyawa nitrogen yang merupakan
senyawa yang stabil. Nitrat merupakan salah satu unsur penting
dalam sintesa protein tumbuh-tumbuhan dan hewan, akan tetapi
nitrat pada konsentrasi tinggi akan menstimulasi pertumbuhan
ganggang yang tak terbatas (bila persyaratan lain terpenuhi,
seperti phospat), sehingga air akan kekurangan oksigen terlarut
dan menyebabkab kematian ikan.
Nitrat bisa berasal dari buangan industri bahan peledak, piroteknik,
pupuk, cat dsb. Kadar nitrat secara alami biasanya rendah, namun
dapat tinggi sekali pada air tanah di daerah-daerah yang diber
pupuk yang mengandung nitrat.
13) Nitrit
Nitrit adalah bentuk nitrogen yang teroksidasi, dengan tingkat
oksidasi masing-masing +3 dan +5. Nitrit biasanya tidak bertahan
lama dan merupakan keadaan sementara proses oksidasi antara
amonia dengan nitrat yang dapat terjadi pada instalasi pengolahan
air buangan, air sungai, sistem drainase dll.
Nitrit yang ditemui pada air minum dapat berasal dari bahan
inhibitor korosi yang dipakai di pabrik yang mendapatkan air dari
sistem pengolahan air minum. Nitrit sendiri membahayakan
kesehatan karena dapat bereaksi dengan hemoglobin dalam darah,
sehingga darah tidak dapat mengikat oksigen. Disamping itu nitrit
Page 21
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
juga menimbulkan nitrosomin pada air buangan tertentu yang
menyebabkan kanker.
1.3 Proses Pengolahan
1.3.1 Pengolahan Air Minum
Air minum sangat penting dalam kehidupan manusia. Dalam proses
pengolahan air baku menjadi air minum, diperlukan pengolahan yang
memenuhi syarat, agar air yang dihasilkan berkualitas tinggi dan tidak
membahayakan kesehatan manusia.
Proses pengolahan air minum yang dilakukan tergantung dari kualitas air
baku. Air baku air minum biasanya diambil dari air permukaan (sungai,
danau) dan air tanah. Menurut PP No. 20 / 1990, air adalah semua air yang
berasal dari sumber air dan terdapat di atas permukaan tanah, tidak
termasuk dalam pengertian ini adalah air yang terdapat di bawah
permukaan tanah dan air laut.
Baku mutu air adalah batas atau kadar makhluk hidup, zat, energi atau
komponen lain yang dan atau harus ada dan atau unsur pencemar yang
ditenggang adanya di dalam air pada sumber air tertentu sesuai dengan
peruntukannya. Misal air untuk mandi, air minum, air untuk cuci, dsb, (Bab
I, Pasal 7,Ayat 4). Penggolongan air berdasarkan PP No. 18 tahun 2001
yaitu :
Golongan A : Air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum
secara langsung tanpa melalui pengolahan terlebih dahulu
Golongan B : Air yang dapat digunakan sebagai bahan baku air
minum
Golongan C : Air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan
dan peternakan
Golongan D : Air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian
dan dapat digunakan untuk usaha perkotaan, industri, pembangkit
listrik tenaga air, dan lain sebagainya.
Page 22
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
1.3.2 Rumus – Rumus Dan Reaksi Kimia Dalam Proses Pengolahan
Air Minum
Berikut ini adalah rumus-rumus dan reaksi kimia dalam tiap-tiap
pengolahan serta faktor-faktor yang mempengaruhinya :
Tabel 2.2 Rumus dan Reaksi Kimia dalam Pengolahan Air
Minum
PROSES REAKSI KIMIA DAN RUMUS FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
Aerasi
Removal H2SKarakteristik volatil material yang akan diremoval
H2 + ½ O2 → H2O + S Temperatur
Removal CO2 Gas transfer resisten
CO2 + ½ CO2 → CO3 Partial pressure gas
Oksidasi Mn Turbulensi di fase gas dan liquid
Mn + O2 → MnO2 Area : volume ratio
Oksidasi Fe Time of exposure
Fe2+ + ½ O2 + 5 H2O → Fe(OH)3
+ 4H+ Cek konsentrasi
V = Cv (2gh)1/2 dimana :
Q = Cd.A.(2gh)1/2 h : total head di nozzle
t = 2.Cv.Sinθ.(2h/g)1/2 A : luas bukaan
Cv : koefisien dari velocityCd : koefisien dari discharge
θ : sudut antara vekor initial velocity dan horisontal
t : waktu exposure
Koagulasi dan Flokulasi
Al2(SO4)3.14,3H2O + Ca(HCO3)2 → Al(OH)3↓ + 3CaSO4 + 14,3H2O + 6CO2
Konsentrasi koloidal kontaminan
Tipe dan dosis koagulan
Karakteristik kimia dari air (pH, temperatur, dan karakter ion)
Kecepatan pengadukan
P = Penggunaan jenis koagulan
P = Q.ρ.g.h → μ = υ. Ρ dimana :
Page 23
C
P
.
2
... 3VPACd
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
G : gradien kecepatan (detik)P : powerC : volume tank/reaktorμ : viskositas dinamis (gr/cm.dt)υ : viskositas kinematis (m2/dt)ρ : densitas cairanCd : koefisien dragA : cross sectional of paddleV : relatif velocity between paddleH : headloss
Filtrasi
Vv = Kecepatan aliran
Ukuran media
H = 1,067 .Porositas media
Tekanan air selama operasiPanjang bak
H’ = pH, temperature
Backwash dimana :
L.A.(1- ε) ρp = LE.A.(1- εE) ρp Vv : total volume rongga
ε : porositas media
Np : jumlah partikelVp : volume partikel mediaH : kehilangan tekanan 1 mediaH’ : kehilangan tekanan satu ukuran mediaCd : koefisien dragL : panjang limpahanQ : debit (luas area)ψ : faktor kebulatand : diameter partikelg : percepatan gravitasiυ : viskositas kinematisL : kedalaman media
LE : tinggi eksponen media
εE : porositas saat terekspansi
Page 24
VpNp..1
gd
qLCd
...
..4
2
L
dq
g
k.
.
61...
2
3
2
22,0)/(1
)1(
SB VV
L
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
A : luas permukaan bak
ρp : densitas partikelVB : kecepatan upflow backwashVs : kecepatan mengendap
Desinfeksi (klorinasi)
Gas klorJumlah konsentrasi klor yang dibubuhkan
Cl2 + H2O ↔ H+ + Cl- + HOCl pH
Kaporit Waktu kontakCa(OCl)2 + 2H2O ↔ 2HOCl + Ca(OH)2
HOCl ↔ H+ + Cl-
Removal NH3
NH3 + HOCl ↔ NH2Cl + H2O
pH ≥ 7
NH2Cl + HOCl ↔ NHCl2 + H2O
4 ≤ pH ≤ 6
NHCl2 + HOCl ↔ NCl3 + H2O
pH < 3
Kelebihan klor
2NH2Cl2 + HOCl ↔ N2 + 3HCl + H2O
Screening
Headloss pada kisi Besar/ukuran screenKecepatan aliran melewati screenLetak (sudut kemiringan)dimana :β : faktor kisiW : lebar saluranb : jarak antar kisi
hV : tekanan kecepatan
θ : sudut kisi
1.3.3 Metode Perencanaan
Dalam merencanakan bangunan pengolahan air minum, perlu
memperhatikan alur perencanaan untuk mempermudah mengerjakannya.
Page 25
Sinhb
WV ...
3/4
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Secara umum alur perencanaan bangunan pengolahan air minum adalah
seperti pada Gambar 2.1 berikut :
Gambar 2.1 Diagram alir perencanaan pengolahan air minum
Adapun tahap-tahap perencanaan yang menjadi acuan adalah sebagai
berikut:
1. Mengetahui komponen dan standart kualitas air minum, antara lain:
Fisik = bau, TDS, kekeruhan, rasa, suhu, warna.
Kimia = kimia organik dan anorganik
Mikrobiologi = koliform tinja, total koliform
Radioaktifitas = radiasi α dan β.
2. Mengetahui kualitas air baku yang digunakan dan kondisi lokasi
sumber air.
3. Menentukan parameter yang perlu diperbaiki dengan sistem
bangunan pengolahan air minum.
4. Menentukan alternatif pengolahan yang mungkin dilakukan.
5. Memilih alternatif pengolahan dengan mempertimbangkan :
a. Aspek ekonomi
Diusahakan pembangunan instalasi dapat memenuhi kualitas
air minum dengan biaya seekonomis mungkin.
Page 26
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Tersedianya bahan-bahan kimia atau peralatan dan
kemudahan pengangkutannya ke lokasi pengolahan.
Kemudahan pengoperasiannya.
Target yang hendak dicapai.
Efisiensi pengolahan.
b. Aspek teknis
Dari segi konstruksi, teknis pelaksanaan, material dan instalasi
bangunan pengolahan.
6. Melakukan perhitungan rekayasa konstruksi dimensi bangunan
pengolahan air minum yang diharapkan dapat memenuhi standart
kualitas, kuantitas dan kontinyuitas yang diinginkan.
Page 27
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
BAB 3
PERENCANAAN AWAL
1.4 Karakteristik Air Baku
Pada perencanaan bangunan pengolahan air minum Kota Blitar, air
baku yang diolah berasal dari air sungai Kota Blitar dengan karakteristik
sebagai berikut:
Kekeruhan = 600 NTU
Zat organik = 600 mg/l
Debit = 458 l/s
Pada perencanaan PBPAM Kota Blitar, bangunan penyediaan air
minum akan di bangun dengan jarak lokasi IPA 400 m dari sungai dengan
dilakukan secara gravitasi. Dalam perencanaan tersebut, data hasil
pemeriksaan kualitas air baku digunakan sebagai dasar untuk
perencanaaan. Kondisi air baku yang tidak stabil pada waktu-waktu
tertentu juga perlu diperhatikan agar bangunan pengolah air minum
mampu bekerja secara efektif dan efesien pada keadaan tersebut. Oleh
karena itu, bangunan pengolah air minum direncanakan berdasarkan
kondisi yang paling ekstrem atau kualitas air bakunya (air sungai) paling
buruk.
1.5 Alternatif Pengolahan
Berdasarkan karakteristik air baku, maka alternatif pengolahan
disesuaikan dengan karakteristiknya. Sebelum menentukan alternatif
pengolahan, hendaknya ditentukan terlebih dahulu jenis pengolahan yang
Page 28
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
dapat dilakukan berdasarkan karakteristik air baku. Tabel 3.1 di bawah ini
merupakan jenis pengolahan yang dapat dilakukan :
Tabel 3.3 Jenis Pengolahan Berdasarkan Parameter
No
.
Parameter Jenis Pengolahan
1 Kekeruhan - Koagulasi dan
flokulasi
- Prasedimentasi
- Sedimentasi
- Filter
2 Zat organik - Koagulasi dan
flokulasi
- Prasedimentasi
- Sedimentasi
- Filter
Sumber : Fair, Geyer, Okun, “Water & Wastewater Engineering,” Vol. III
Rangkaian alternatif pengolahan yang dibuat berdasarkan karakteristik
dari air baku itu sendiri. Untuk itu, perlu dilakukan pemilihan jenis
pengolahan. Pemilihan jenis pengolahan dilakukan atas dasar jenis
pengolahan yang mampu menghasilkan effluent yang paling optimal
dengan berbagai pertimbangan baik itu secara ekonomis maupun teknis.
Secara umum proses pengolahan air minum dibedakan atas pengolahan
lengkap dan tidak lengkap. Adapun bangunan pengolahan yang
diperlukan dalam pengolahan lengkap antara lain :
Intake (bangunan penangkap air)
Bangunan ini berfungsi sebagai bangunan penyadap air baku
dari badan air (baik sungai, danau, maupun air tanah) sesuai
dengan debit yang diperlukan bagi pengolahan air minum.
bangunan ini dilengkapi dengan strainer agar dapat melindungi
Page 29
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
perpipaan dari kerusakan atau penyumbatan yang diakibatkan
oleh adanya material-material yang mungkin terbawa oleh
aliran.
Screening
Berfungsi untuk menyaring bahan-bahan yang mengapung dan
berukuran besar yang terdapat pada sumber air baku
Grit Chamber
Berfungsi untuk meremoval partikel diskrit yang terbawa oleh
aliran air
Bak Penenang
Berfungsi untuk menenangkan fluktuasi air baku jika
menggunakan pemompaan pada intake.
Bak Pembagi
Berfungsi untuk membagi air jika digunakan lebih dari satu unit
bangunan di dalam perencanaan
Prasedimentasi
Berfungsi untuk :
Tempat pengendapan partikel diskrit dan material-material
kasar lainnya yang mempunyai spesific gravity 1,2 dan
diameter 0,05 mm yang bisa mengendap secara gravitasi.
Mengurangi beban pada unit pengolahan selanjutnya.
Aerasi
Berfungsi untuk meremoval kandungan zat organik, Fe, Mn,
rasa, bau, dan mensuplai kebutuhan oksigen.
Pengaduk Cepat (flash mix/koagulasi)
Berfungsi untuk melakukan pengadukan atau pencampuran
bahan-bahan kimia (misalnya koagulan) sehingga merata dalam
air baku dan dimaksudkan untuk mengurangi gaya tolak-
menolak antara partikel-partikel koloid yang mempunyai
muatan sama.
Pengaduk Lambat (slow mix/flokulasi)
Page 30
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Berfungsi untuk mengikat kumpulan koloid sehingga
membentuk flok-flok yang lebih besar dan dapat dengan mudah
mengendap dalam bak pengendap selanjutnya.
Sedimentasi
Berfungsi untuk memisahkan flok-flok yang terbentuk dalam
pengaduk lambat, yaitu yang dapat mengendap secara gravitasi
Filtrasi
Berfungsi untuk memisahkan atau menyaring flok-flok yang
tidak terendapkan pada bak sedimentasi dengan media
penyaring tertentu.
Bangunan Pembubuh Bahan Kimia/Desinfektan
Berfungsi untuk melarutkan dan membubuhkan bahan kimia ke
dalam unit pengolahan agar dapat membunuh bakteri-bakteri
patogen yang terdapat dalam air minum atau bakteri-bakteri
yang masuk melalui jaringan pipa distribusi
Reservoir Instalasi
Berfungsi untuk mensuplai semua kebutuhan instalasi dan
memberikan tinggi tekan yang cukup untuk pencucian filter.
Reservoir Distribusi
Berfungsi, antara lain :
Untuk menampung air yang sudah memenuhi syarat hasil
dari pengolahan.
Sebagai bak kontak dengan adanya inlet untuk memasukkan
kaporit dan kapur.
Sebagai equalizing storage untuk pemakaian air ke resevoir
instalasi dan konsumen
Dengan memperhatikan karakteristik air baku serta mempelajari alternatif
pengolahan yang ada, maka dapat ditentukan unit pengolahan yang
diperlukan pada perencanaan ini. Untuk perencanaan yang tidak
menggunakan seluruh instalasi pengolahan atau hanya menggunakan
bangunan yang diperlukan saja, dapat disebut bangunan tidak lengkap.
Page 31
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Dari karakteristik air baku yang ada, maka dapat diperoleh beberapa
macam rangkaian proses pengolahan pada gambar berikut ini :
Alternatif Pengolahan 1
Badan
AirIntake
Roughin
g FilterAerasi
Koagulas
i
(Flash
Mix)
Distribus
i
Reservoi
rFilter
Sedimenta
si
Flokulas
i (Slow
Mix)
Alternatif Pengolahan 2
Bada
n Air
Intak
e
Presedimenta
si
Roughin
g Filter
Aeras
i
Koagulasi
(Flash Mix)
Page 32
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Distribus
i
Reservoi
rFilter Sedimentasi
Flokulasi
(Slow Mix)
Setelah membuat alternatif-alternatif pengolahan berdasarkan
karakteristik air baku, maka selanjutnya perlu dilakukan pemilihan
alternatif proses untuk mengetahui alternatif mana yang lebih efektif dan
efisien melalui perhitungan. Perhitungan ini didasarkan atas prosentase
removal masing-masing unit-unit pengolahan terhadap karakteristik air
baku yang ada. Tabel 2.3 di bawah ini adalah prosentase removal
karakteristik air baku pada tiap unit bangunan pengolahan:
Tabel 4.4 Prosentase Removal Tiap Parameter Air Baku
No
.
Proses
Pengolahan
Prosentase Removal (%)
Turbidity Zat Organik
1 Prasedimentasi 80 40
2
Flash Mix –
Clarifier 70 35
3 Filter 67 99
4 Aerasi 15 -
5 Desinfeksi - -
6 Roughing Filter 90 80
Sumber : Fair, Geyer, Okun, “Water & Wastewater
Engineering,” Vol. II
Dengan memakai tabel di atas, maka dapat dihasilkan hasil perhitungan
tiap-tiap alternatif. Tabel 4.3 di bawah ini menyajikan hasil removal tiap
parameter di tiap bangunan :
Tabel 4.5 Prosentase Removal Tiap Parameter Air Baku
Alternat
ifParameter
Influen
t
(mg/L)
Effluent (mg/L)
Pra
Sediment
asi
Roughi
ng
Filter
Aera
si
Flash
mix Filtras
iCl2
Slow
mix
Page 33
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
I
Kekeruhan
(NTU)600 120 12 - 1,2 0,396
0,39
6
COD (mg/lt) 400 240 48 - 31,2 0,3120,31
2
IIKekeruhan
(NTU)600 120 12 10,2 1,02 0,337
0,33
66
COD (mg/lt) 400 240 48 48 31,2 0,3120,31
2
Sumber : Hasil Perhitungan
Setelah diperoleh hasil perhitungan masing – masing jenis pengolahan,
hasil yang didapat dibandingkan antara alternatif pengolahan satu dengan
lainnya yang kemudian dibandingkan dengan standar kualitas air minum
yang berlaku. Tabel 2.8 berikut ini menyajikan perbandingan tiap
alternatif pengolahan:
Tabel 4.6 Perbandingan hasil tiap alternatif pengolahan
dengan standar kualitas air minum
Parameter
Karakteristik
Air Baku
(mg/L)
Standar
Kualitas Air
Baku (mg/L)
Alternatif Pengolahan
(mg/L)
I II
Kekeruhan (NTU) 600 5 0,396 0,3366
Zat Organik
(mg/L) 400 10 0,312 0,312
Sumber : Hasil Perhitungan
Dari Tabel hasil perhitungan di atas, dapat diketahui bahwa alternatif
pengolahan kedua merupakan alternatif pengolahan yang paling baik
diantara kedua alternatif yang lain. Tetapi dari segi keekonomisannya,
alternatif pengolahan kedua lebih mahal dibandingkan alternatif pertama
karena adanya bangunan Aerator yang bisa berdampak bertambah
tingginya biaya pengolahan air minum. Hal tersebut masih belum
termasuk dengan biaya pengoperasian dan pemeliharaannya. Untuk itu,
pada perencanaan ini digunakan alternatif pengolahan yang pertama
karena adanya pertimbangan sebagai berikut:
Page 34
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Hasil effluen yang dihasilkan diperkirakan sudah memenuhi standar
kualitas air minum yang ada.
Dari segi ekonomis, alternatif pengolahan pertama jauh lebih
ekonomis daripada alternatif pengolahan yang kedua karena tidak
membutuhkan biaya lebih besar untuk membangun Aerator
sehingga biaya operasi dan pemeliharaannya dapat diminimalkan.
Pengoperasiannya tidak terlalu sulit sehingga tidak memerlukan
tenaga kerja yang mempunyai skill khusus.
Berikut ini adalah diagram alir pengolahan alternatif pertama yang akan
digunakan pada perencanaan :
Gambar 4.2 Perencanaan Diagram Alir Pengolahan
Page 35
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
BAB 2
DETAIL ENGINEERING DESIGN UNIT INTAKE
2.1 Gambaran Umum Intake
Bangunan intake berfungsi sebagai penyadap atau penangkap air baku
yang berasal dari sumbernya, dalam hal ini sungai. Sungai mempunyai
parameter yang sangat kompleks yang menjadi dasar desain intake. Pada
Perencanaan ini dibuat 4 buah bangunan intake dengan 4 buah sumur
pengumpul dan setiap intake digunakan 2 pipa sadap yang diletakkan
pada AWL (Average Water Level) dan LWL (Low Water Level) serta 2 buah
pompa yang digunakan secara bergantian (tahap I). Untuk pembangunan
tahap II dilakukan penambahan 1 unit bangunan intake dengan dimensi
dan detail bangunan yang sama serta penambahan 2 buah pompa. Maka
setelah tahap pembangunan selesai akan terdapat 5 unit bangunan intake
dengan 5 buah sumur pengumpul, 5 buah pompa utama dan 5 buah
pompa cadangan yang digunakan secara bergantian.
Adapun faktor - faktor yang perlu diperhatikan dalam perencanaan intake,
adalah (Razif,1986):
Dipilih aliran yang tidak deras karena dapat menyebabkan
terputusnya aliran air baku untuk air minum.
Tanah disekitar intake diusahakan cukup stabil sehingga tidak
mudah tererosi.
Dipilih aliran air yang bebas dari hambatan dan gangguan.
Terletak cukup jauh dari sumber kontaminan.
Sebaiknya diletakkan dibagian hulu.
Page 36
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Intake sebaiknya dibawah permukaan sungai (untuk mencegah
masuknya benda-benda terapung) dan sebaiknya inlet juga terletak
cukup di atas dari dasar air (untuk mencegah masuknya suspended
matter/lumpur yang ada di dasar).
Untuk muka air yang berfluktuasi, inlet yang ke sumur pengumpul
sebaiknya dibuat beberapa level.
Sebaiknya dilengkapi dengan screen dan ujung pipa pengambil air
yang berhubungan dengan pompa sebaiknya diberi saringan
(strainer).
Jika fluktuasi muka air antara musim hujan dan musim kemarau
besar, maka air dapat ditampung dengan membuat weir kecil
memotong sungai untuk menghadapi musim kemarau.
Jika permukaan air sungai selalu konstan dan tebing sungai terendam,
maka intake dapat dibuat di dekat sungai. Pada keadaan ini air
dialirkan dari sungai melalui pipa yang diletakkan secara horizontal
Bangunan intake memiliki tipe yang bermacam-macam, di antaranya
adalah:
1. Intake Langsung (Direct Intake)
Digunakan untuk sumber air yang dalam seperti sungai atau danau
dengan kedalaman yang cukup tinggi. Intake jenis ini memungkinkan
terjadinya erosi pada dinding dan pengendapan di bagian dasarnya.
Gambar 5.3 Direct Intake
2. Indirect Intake
Page 37
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
a) River Intake
Menggunakan pipa penyadap dalam bentuk sumur pengumpul.
Intake ini lebih ekonomis untuk air sungai yang mempunyai
perbedaan level muka air pada musim hujan dan musim kemarau
yang cukup tinggi.
Gambar 5.4 River Intake
b) Canal Intake
Digunakan untuk air yang berasal dari kanal. Dinding chamber
sebagian terbuka ke arah kanal dan dilengkapi dengan pipa
pengolahan selanjutnya
Page 38
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Gambar 5.5 Canal Intake
c) Reservoir Intake
Digunakan untuk air yang berasal dari dam dan dengan mudah
menggunakan menara intake. Menara intake dengan dam dibuat
terpisah dan diletakkan di bagian hulu. Untuk mengatasi fluktuasi
level muka air, maka inlet dengan beberapa level diletakkan pada
menara.
3. Spring Intake
Digunakan untuk air baku dari mata air/air tanah.
4. Intake Tower
Digunakan untuk air permukaan dimana kedalaman air berada diatas
level tertentu.
5. Gate Intake
Berfungsi sebagai screen dan merupakan pintu air pada
prasedimentasi.
2.2 Komponen Intake
Beberapa hal dibawah ini merupakan komponen dari suatu intake, yaitu :
a) Bangunan sadap, yang berfungsi untuk mengefektifkan air masuk
menuju sumur pengumpul.
b) Sumur pengumpul (Sump well)
c) Waktu detensi pada sumur pengumpul setidaknya 20 menit atau
luas area yang cukup untuk pembersihan. Dasar sumur minimal 1 m
Page 39
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
dibawah dasar sungai atau tergantung pada kondisi geologis
wilayah perencanaan. Konstruksi sumur disesuaikan dengan kondisi
sungai dan setidaknya terbuat dari beton dengan ketebalan minimal
20 cm atau lebih tebal.
d) Screen
Screen terdapat pada inlet sumur pengumpul, berfungsi untuk
menyaring padatan atau bentuk lainnya yang terkandung dalam air
baku. Adapun dari jenis-jenis screen dibagi menjadi dua tipe
berdasarkan perbedaan bukaan atau jarak antar bar, yaitu :
e) Saringan kasar (coarse screen)
Digunakan untuk menjaga alat-alat dan biasanya digunakan pada
pengolahan pertama. Tipenya secara umum adalah bar rack (bar
screen), coarse weir, screen, dan kominutor.
f) Saringan halus (fine screen)
Bukaan berkisar antara 2,3–6 mm, bahkan untuk instalasi tertentu
bisa lebih kecil dari 2,3 mm. Biasanya digunakan untuk primary
treatment atau pre treatment.
Pembersihannya dapat dilakukan secara manual untuk coarse
screen dan mekanis untuk fine screen. Berikut ini dapat dilihat
faktor-faktor perencanaan bar screen:
Jumlah batang (n)
n=Lscreen+1
wba tan g+1
Jumlah jarak antar batang (N)
N = (n + 1)
Jarak antar tengah batang ( L screen):
L screen = b + (0,5 x w )x 2
Lebar bersih
Lebar bersih = L – (n x w)
Jarak bersih antar kisi
Jarak bersih antar kisi = lebar bersih
jumla h jarak antar bat ang
Kecepatan melalui screen (v screen)
Page 40
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
v screen = Q
A bukssnbersih
Headloss melalui screen (Hf screen)
Hf screen =
β×(wb )4/3
×h .υ×sinα
Keterangan:
w = tebal batang (cm)
b = jarak antar batang (cm)
β = faktor bentuk batang
Q = debit (m3/detik)
L = lebar intake, m
n = jumlah batang
N = jumlah jarak antar batang
α = sudut bar terhadap horizontal
Sumber : Fair, Geyer dan Okun, 1968
Tabel 5.7 Faktor Bentuk Batang
Bentuk BarFaktor Bentuk
(β)
Shape edge rectangular 2,42
Rectangular with semicircular
up stream face circular1,83
Circular 1,79
Rectangular with semicircular
up stream and down stream
face
1,67
Tear shape 0,76
Sumber: Qosim, 1985
Page 41
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
2.3 Pompa Intake
Faktor-faktor yang perlu diketahui dalam pemilihan pompa intake, adalah
(Razif, 1986):
Fluktuasi level air, berguna dalam pemilihan jenis pompa, jumlah
pompa, penempatan pompa.
Kandungan padatan air sungai, berguna untuk menentukan
tindakan preventif dalam mencegah tersumbatnya pompa,
terutama pada musim hujan.
Besarya arus air, berguna untuk menentukan penempatan
pompa pada lokasi dan ketinggian yang sesuai.
Kondisi fisik sungai, berguna untuk penempatan rumah pompa
dan pompa agar tidak terpengaruh gangguan. Contoh : Tidak
dibenarkannya penempatan rumah pompa pada daerah belokan
sungai.
Bagian-bagian dari pompa intake antara lain adalah sebagai berikut:
1. Strainer
Untuk menyaring benda-benda yang terkandung dalam air baku,
bila perlu direncanakan strainer pada ujung pipa suction pompa
intake.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan, yaitu:
Kecepatan melalui lubang strainer = 0,15–0,3 m/detik, dan
dianjurkan untuk berada pada batas rendah untuk mencegah
masuknya padatan dari dasar badan air.
Bukaan pada lubang strainer antara 6–12 mm.
Luas area strainer adalah 2 kali dari luas total lubang.
Berikut ini dapat dilihat faktor-faktor perencanaan dari strainer:
Diameter strainer (D)
D = 1,5 – 2 x Dsuction
Jarak strainer dari dasar intake (s)
s = ½ Dstrainer
Page 42
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Jarak ujung strainer ke permukaan air (S)
S = 1,5 x Dstrainer
Jarak strainer ke dinding intake (x)
x = ¼ Dstrainer
Sumber: Prosser, 1980.
2. Pipa Suction dan Discharge
Kecepatan pada pipa suction antara 1 – 1,5 m/detik.
3. Valve
Valve harus dipasang pada perpipaan pompa agar mudah dalam
pengontrolan aliran, penggantian, perbaikan, dan perawatannya.
Adapun alternatif pemilihan jenis pompa intake adalah:
1. Pompa Sentrifugal (tidak terendam air)
Beberapa hal yang perlu diperhatikan antara lain :
NPSH yang tersedia pada sistem. Hal ini berhubungan dengan
level air. Pada saat level air maksimum, maka NPSH sistem yang
tersedia cukup besar daripada saat level air minimum. Hal ini
mempengaruhi penempatan pompa karena static suction head
system harus lebih kecil dari static head maksimum hasil
perhitungan NPSH.
Static suction head yang berubah-ubah akibat adanya
perubahan permukaan air sungai akan mempengaruhi
karakteristik sistem yang ada. Hal ini mempengaruhi kapasitas
yang dialirkan.
Rumah pompa yang kedap air diperlukan terutama untuk daerah
yang rawan banjir, karena motor akan terbakar jika terendam
air.
2. Pompa Submersible
Beberapa hal yang perlu diperhatikan antara lain :
NPSH tidak terlalu menjadi masalah, karena pompa dan motor
terendam air.
Page 43
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Pompa submersible harus terendam air hingga ketinggian
tertentu dari level air sungai minimum. Hal ini dilakukan untuk
mencegah terjadinya pusaran air pada permukaan air sungai jika
ketinggiannya melebihi batas yang diisyaratkan. Pusaran air
dapat menyebabkan masuknya udara ke dalam pompa dan
terjadi kavitasi. Jika pompa tidak terendam air, maka pompa bisa
terbakar.
Level air yang berubah-ubah menyebabkan perubahan pada
karakteristik pompa.
Harga pompa submersible lebih mahal daripada pompa
sentrifugal biasa.
3. Pompa Non Clogging
Digunakan jika kandungan padatan tersuspensi air sungai sangat
tinggi dan harus diperhatikan bahwa harga pompa jenis ini mahal.
2.4 Kriteria Desain
1. Bell Mouth Strainer
Kecepatan melalui lubang strainer 0,15 – 0,3 m/detik
Diameter lubang strainer 6–12 mm
Luas total permukaan strainer = 2 x luas efektif
2. Cylindrical Strainer
Kriteria desain sama dengan bell mouth strainer.
Harus digunakan pada saat head air cukup tinggi di atas strainer.
Strainer sebaiknya terletak 0,6 – 1 m dibawah level air terendah
(jika tidak mempunyai lubang di bagian atas), sedangkan untuk
strainer yang memiliki lubang sebaiknya 1 m dibawah level air
terendah.
3. Pipa gravitasi air baku
Kecepatan aliran 0,6 – 1,5 m/detik untuk mencegah erosi dan
sedimentasi.
Ukuran pipa disesuaikan agar V pada LWL > 0,6 m/detik dan pada
HWL < 1,5 m/detik. Dengan mengetahui head dan kecepatan maka
diameter pipa dapat ditentukan.
Page 44
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
4. Suction Well (Intake Well)
Untuk mempermudah pemeliharaan sebaiknya sumur ada 2 atau
lebih.
Waktu detensi sekitar 20 menit atau sebaiknya sumur cukup besar
guna menjaga kebersihan air.
Dasar sumur ± 1 m dibawah dasar sungai atau 1,5 m dibawah LWL.
Sumur berkonstruksi beton dengan tebal dinding 20–30 cm dan
bersifat rapat air.
5. Pipa Suction untuk pemompaan
V pipa berkisar antara 1 – 1,5 m/detik
Perbedaan LWL dengan pompa tidak boleh lebih dari 3,7 m
Jika permukaan pompa lebih tinggi dari LWL, jarak suction
sebaiknya kurang dari 4 m.
Rumus-rumus yang digunakan untuk perhitungan intake antara lain
adalah sebagai berikut:
Rumus umum kecepatan (V)
V = Q / A
Keterangan :
V = kecepatan (m/detik)
Q = debit (m3/detik)
A = luas penampang (m2)
Headloss akibat k
ecepatan (Hv)
Hv = V2 / 2g Keterangan: Hv = minor losses (m)V = kecepatan (m/detik)g = pecepatan gravitasi (m2/detik)
Minor Losses (Hm)
Hm = k.
(V 2
2g )Keterangan:
Page 45
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Hm = minor losses (m)k = koefisien kehilangan tinggi energiV = kecepatan (m/detik)G = pecepatan gravitasi (m2/detik)
Tabel 5.8 Nilai k untuk Macam-macam Sambungan
Jenis Sambungan Nilai kStandard Elbow 0,9
Standard Tee 1,8
Standard Valve 2,5
Standard Valve 0,19
Sambungan antara pipa dan reservoir
0,01 – 1
Mayor Losses dalam pipa menurut Hazen-William (Hf)
Hf =
L.Q1,85
(0 ,0015 .C .D2 ,63)1,85
Keterangan: Hf = mayor losses (m)L = panjang pipa (m)Q = debit (L/detik)C = koefisien kekasaran pipa (C = 130 untuk pipa baru)D = diameter pipa (cm)
Luas penampang pipa (A)
A = ¼ . π . d2
Keterangan:A = luas penampang pipa (m2)d = diameter pipa (m)
2.5 Perencanaan Bangunan Intake
Dalam perencanaan ini menggunakan air sungai sebagai air bakunya, maka terjadinya fluktuasi terhadap badan air sangatlah mungkin terjadi, apalagi pada musim hujan dan musim kemarau. Hal tersebut dapat mempengaruhi kinerja dari IPAM (Instalasi Pengolahan Air Minum) sehingga dikhawatirkan IPAM tidak mampu bekerja secara optimal. Untuk itu digunakan Intake dengan 2 pipa sadap yang diletakkan di AWL (Average Water Level) dan LWL (Low Water Level) guna mengantisipasi
Page 46
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
perubahan muka air yang terjadi sehingga air baku tetap dapat diambil dan terjamin kontinuitasnya.
2.5.1 Pipa Sadap Air Baku
Dalam pengambilan air baku dari sungai, diperlukan pipa sadap untuk mengalirkan air ke sumur pengumpul. Untuk menjaga kontinyuitas suplai air baku, pipa sadap harus direncanakan sebaik mungkin. Pada perencanaan ini digunakan 2 pipa sadap untuk intake yang diletakkan pada AWL (Average Water Level) dan LWL (Low Water Level) agar bekerja secara optimal. Direncanakan terdapat 1 buah sumur pengumpul dan memiliki 2 buah pipa penyadap. Direncanakan:
Q = 1000 L/s = 1 m3/s
v rencana = 1,25 m/ s
jumlah intake = 1 unit
jumlah pipa sadap tiap intake = 2 unit
panjang pipa sadap = 2 m
Perhitungan:
Q tiap pipa sadap = Q air baku =
1000 L/s
(pemakaian pipa normal hanya 1 unit secara bergantian) A tiap pipa sadap = Q/v
= 1 m³/s / 1,25 m/s = 0,8 m² Diameter pipa =
√4 x Aπ
= √4 x 0, 8π
=1,01 m ≈10 00 mm
V cek = Q/A
= 1 m3/s / (1/4 π 1²)= 1 m3/s / (1/4 π 1²) = 1,27 m/s (memenuhi)
Hf pipa sadap (galvanis) = [Q0,00155 . C . D2,63 ]1,85
x L
=
[10000 ,00155 . 110 . 1002,63 ]
1,85
x 6,7 = 0,0035 m
Page 47
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Penanaman pipa
Direncanakan : Slope pipa = 0,001
Panjang pipa = 2 m
Perhitungan : beda tinggi pipa = slope x L pipa = 0,001 x 2 =
0,002 m
2.5.2 Pintu Air
Direncanakan :
Masing – masing pipa penyadap terdapat pintu air
Diameter pipa penyadap = 1000 mm
Letak pipa penyadap tidak sejajar
Pintu air berbentuk persegi
Perhitungan :Karena 2 pipa penyadap disusun sejajar ke bawah, maka dimensi pintu air : Panjang = (2 x diameter pipa sadap) + (2 x jarak
antar pipa sadap)
= (2 x 1 m) + (2 x 0,2 m) = 2,4 m Lebar = (1 x diameter pipa sadap) + (2 x jarak
tepi pipa sadap)
= (1 x 1 m) + (2 x 0,05 m) = 1,1 m
2.5.3 Sumur Pengumpul
Untuk mengantisipasi fluktuasi air sungai, maka diperlukan suatu unit yang berfungsi untuk mengumpulkan air terlebih dahulu sebelum masuk ke IPAM. Unit tersebut disebut sumur pengumpul. Sumur pengumpul ini sangatlah penting dalam mengatasi terjadinya fluktuasi pada air sungai, yaitu sebagai unit penyesuaian debit yang masuk ke IPAM. Karena itu, dalam perencanaan ini jenis Intake yang digunakan adalah River Intake. Gambar 5.4 di bawah ini menunjukkan lokasi intake terhadap IPAM.
Page 48
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Gambar 5.6 Lokasi Intake terhadap IPAM
Direncanakan :
Q air = 1000 L/s = 1 m³/s
Jumlah sumur pengumpul = 1 unit
H free board = 1 m
N kekasaran = 0,015
Tebal dinding = 0,25 m
Td (waktu detensi) = 10 menit = 600 s
HWL = 3 m
LWL = 1 m
Sumur berbentuk persegi sehingga panjang = lebar
Perhitungan :
Volume sumur = Q x td
= 1 m³/s x 600 s = 600 m³ H efektif = HWL + 1 m = 3 m + 1 m
= 4 m
Luas (A) sumur = Volume/H efektif
= 600 m³/4 m = 150 m² Dimensi sumur pengumpul
Luas (A) = panjang x lebar = b x b150 m² = b ²
Page 49
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
b (lebar) = 12,25 ml (panjang) = 12,25 mkedalaman = 4 mkedalaman + freeboard = 4 m + 1 m = 5 mpanjang + tebal dinding = 12,25 + (2 x 0,25) = 12,75 mlebar + tebal dinding = 12,25 + (2 x 0,25) = 12,75 m
2.5.4 Bar Screen
Untuk menghindari adanya sampah yang masuk ke pipa suction pompa maka didalam sumur pengumpul diberi screen atau penyaring, sehingga sampah tidak akan masuk dan menyumbat pipa dan tidak menurunkan efektifitas dan efisiensi unit. Dalam hal ini, screen yang direncanakan adalah berbentuk batang atau bar screen yang dimensinya sama dengan dimensi sumur pengumpul.
Direncanakan : Q = 1000 L/s = 1 m3/s
Lebar bar screen = lebar sumur pengumpul =
12,25 m
Pembersihan dilakukan secara manual
Bentuk bar persegi panjang dengan keempat ujungnya melingkar /
tumpul
Slope screen = 45°
Jarak antar batang (b) = 50 mm = 0,05 m
Kecepatan melalui celah = 0,3 – 0,6 m/s
Lebar bar (w) = 5 mm = 0,005 m
kedalaman bar (D) = kedalaman sumur =
4 m
Perhitungan : Jumlah bar (n) :
Lebar saluran (B) = ( n x w ) + ((n + 1) x b)12,25 m = ( n x 0,005 ) + ((n + 1) x 0,05 m)1 = 0,005 n + 0,05 n + 0,05Jumlah bar (n) = 221,77 bar ≈ 222 bar
Jumlah bukaan antar bar (s) :
Jumlah bukaan antar bar (s) = n + 1
Page 50
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
= 222 + 1 = 223 bukaan
Lebar bukaan antar bar total (Lt) :
Lebar bukaan antar bar total (Lt) = b x ( n + 1 ) = 0,05 x 223 = 11,15 m
Panjang kisi yang terendam air (Ls) :
Ls = h sin α
=40,7
= 5,7 m
Koefisien efisiensi (ɳ) = LtB
x 100% = 11,151 2,25
x 100%= 91 %
Kecepatan aliran saat melalui kisi pada saat bersih :
Vs = Q Lt x Ls
=111,15 x 5,7
= 0,02 m /s
Headloss normal ( saat bersih ) :
hL normal = β x [ w x nb (n+1) ]
43 x [vs 2
2g ] x sin α
=1,67 x [0,0 05 x 2220,05 (222 +1) ]
43 x [0,022
2.9,81 ] x sin 45 =0,000006 m
Headloss saat clogging :
Clogging berarti 50 % bar screen tersumbat Lebar bukaan antar bar total (Lt) = 50% x 11,15 = 5,575 m
Kecepatan aliran melalui kisi (vs) = 50% x 0,02 =
0,01 m/s
2.5.5 Pompa
Pompa mempunyai fungsi yang sangat penting dalam kelancaran proses pengolahan antara lain dapat menaikkan level muka air ke daerah yang lebih tinggi. Untuk itu agar proses pengolahan dapat berjalan dengan baik, pompa harus direncanakan dengan sebaik – baiknya.
Direncanakan:
Jumlah pompa = 4 buah ( 2 ready, 2 cadangan)
V air pada pipa = 1,5 m/s
Q tiap pipa = 500 L/s = 0,5 m³/s
Page 51
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Perhitungan:
Pipa suction dan pipa discharge
Luas(A) tiap pipa = Q/V
= 0,5 m³/s/1,5 m/s = 0,33 m² Diameter pipa =
√4 x Aπ
= √4 x 0, 33π
=0,652 m ≈ 600 mm
V cek = Q/A
= 0,5 m3/s / (1/4 π 0,6²)= 1 m3/s / (1/4 π 0,6²) = 1,77 m/s (memenuhi)
Headloss pompa
Head statis = 4,5 m
Panjang pipa suction (Lsuc) = 4,5 m + 10 m + 10 m = 24,5 m
Panjang pipa discharge (Ldis) = 300 m – 10 m – 10 m = 280 m
Diameter pipa suction = diameter pipa discharge = 600
mm
Mayor Losses
Hf suction = [Q0,00155 . C . D2,63 ]1,85
x L
= [5000 ,00155 . 110 . 602,63 ]
1,85
x 24,5 = 0,14 m
Hf discharge = [Q0,00155 . C . D2,63 ]1,85
x L
=
[5000 ,00155 . 110 . 602,63 ]
1,85
x 280 = 0,000005 m
Hf mayor losses = 0,14 m + 0,000005 m = 0,142 m
Minor Losses
Head velocity = v2
2g= 1,77² / (2 x 9,81) = 0,160 m
Page 52
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Hfm belokan (4 buah, k = 0,4) = kv2
2g= 4 x 0,4 x 0,160 m = 0,255
m
Hfm valve (1 buah, k = 0,3) = kv2
2g= 1 x 0,3 x 0,160 m = 0,048
mHf minor losses = 0,225 m + 0,048 m = 0,303 mHf total = Head statis + Hf mayor + Hf minor + Head velocity
= 4,5 m+ 0,142 m + 0,303 m + 0,160 m= 5,1 m
Untuk pemilihan tipe pompa, head dan debit di plotkan pada grafik di bawah ini. Head pompa yang dibutuhkan minimal sebesar 5,1 m dan debitnya adalah 500 L/detik atau 0,5 m3/detik atau 30 m3/menit. Dari gambar 5.5 diperoleh tipe pompa 600 – O10 – 550 dengan diameter pipa suction 600 mm dan diameter discharge 550 mm.
Page 53
Pekerjaan Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kota Blitar tahun 2022
Muhimmatul Khoiroh 3310 100 701
Gambar 5.7 Grafik Pompa Torishima
Berikut ini adalah gambar detail enggineering desain bangunan intake :
Page 54