Post on 01-Feb-2016
description
PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM
DESAIN BANGUNANPENGOLAH AIR MINUM
- UNIT AERASI -
DESAIN BANGUNANPENGOLAH AIR MINUM
- UNIT AERASI -
DETAIL PERENCANAAN BANGUNAN AERASI
Pada Perencanaan ini dipilih aerasi tipe Cascade Towers untuk digunakan dalam perencanaan bangunan pengolahan air minum ini.
Alasan pemilihannya karena sistem tersebut dapat menyisihkan gas CO2, zat organik dan senyawa ammonia.
Ketiga parameter tesebut merupakan parameter yang perlu dipertimbangkan untuk dilakukan pengolahan agar air baku dari sungai dapat dijadikan sebagai air minum.
Tipe
Rata-rata
Transfer
O2
Tinggi Hidrolis
yang
Dibutuhkan m
(ft)
Waktu Kontak
Udara
Waktu
Detensi
Hidrolik
Aplikasi
Spray
Cascade
Multiple-tray
Diffused air
-
-
-
0,5
1,5-7,6 (5-25)
0,9 - 3 (3- 10)
1,5-3 (5-10)
-
1 - 2 detik
0,5 - 1,5 detik
0,5-1,5 detik
10-30 menit
-
-
-
10-30 menit
Penyisihan CO2, kontrol
bau dan rasa, nilai estetik
Penyisihan CO2, kontrol
bau dan rasa, nilai estetik
Penyisihan CO2, kontrol
bau dan rasa
Penyisihan Fe, Mn, CO2,
kontrol bau & rasa,
manajemen reservoir
Karakteristik Alat Aerasi
1. Bak penampungKriteria Desain dan Desain PerencanaanWaktu tinggal (td) = 3 menit = 180 detVolume (V) = Q x td = 0,250 m3/det x 180 det = 45 m3
• Luas permukaan bak ( A )A = V/ h = 45 m3/ 3 m = 15 m2
• Dimensi bakA = P x L = 2L2
Detail Perencanaan
mA
L 74,22
15
2• Maka Lebar Bak
Panjang bak, P = 2L = 2 x 2,74 m = 5,48 mFree board =15 % dari kedalaman = 15 % x 3 m = 0,45 m
Jadi P = 5,48 m = 5,5 m L = 2,74 m = 3 m H = 3 m
2. AERATOR
Kriteria desain dan Perencanaan :
•Menggunakan Cascade Towers•Tinggi setiap tahap cascade = 0,5 m ( Droste, Ronald R,1997 )•Menggunakan 10 tahap untuk 1 unit aerator ( Droste, Ronald R,1997 )•Luas yang dibutuhkan : 4 – 9 m2 ( Droste, Ronald R,1997 ) untuk 100 l/detik diambil 9 m2 (9/100) = 0,09 m2.dtk/l•Debit (Q) = 250 l/s
Perhitungan :
Luas cascade : 0,09 m2.detik/l x 250 l/detik = 22,5 m2
Dimensi cascadePanjang (P) : Lebar (L) = 1 : 1
X = P . L22,5 = L . LL = 4,7 m ; P = 4,7 m
Tinggi cascade = 0,5 m . 10 = 5 m
Jadi dimensi cascade towers yang dibutuhkan :•Panjang = 4,7 m = 5 m•Lebar = 4,7 m = 5 m•Tinggi = 5 m•Panjang tiap tahap = 0,47 m = 0.5 m
Tenaga pompaZ2 – Z1 = 4,25 m
p = 0,15 mL = 4 mQk = 0,1 m3/s
Kehilangan tekanan sepanjang pipa
2. POMPA
HM = 4.
15,0.120.2785,0
1,0.
..2785,0
54,0
1
63,2
54,0
1
63,2
L
pC
Q
HW = 0.8724 m
Kehilangan tekanan pada fittingHm = 30% . HM
= 0,3 . 0,8724 = 0,2617 m
Kehilangan tekanan totalHT = (Z2 – Z1) + HM + Hm
= 3 + 0,8724 + 0,2617 = 4.134 m
Tenaga pompa (efisiensi = 75%)
HtQ
P..
=75.0
134,4.1,0.1000= 551,2 kg.m / s
Karena 1 Hp = 75 kg. m/dtk maka daya pompa = 551,2 / 75 = 7.349 Hp
DETAIL PERENCANAAN BANGUNAN KOAGULASI
Kriteria desain tipe koagulasi secara umum dapat dilihat pada tabel 5.4. Berdasarkan kriteria desain tersebut, untuk perencanaan bangunan pengolahan air digunakan koagulasi secara mekanis. Alasannya :1.Efisien untuk debit lebih besar dari 100 L/dtk. 2.Mempunyai range gradien kecepatan yang lebih besar dan pengendalian terhadap besaran gradien hidrolis G cukup mudah3.Melibatkan peralatan mekanik sehingga proses koagulasi dapat berjalan lebih maksimal.4.Biaya efektif dan tidak terlalu mahal5.Dapat digunakan untuk jangka waktu yang cukup panjang
(Sumber : Darmasetiawan, 2001)
Kriteria Desain Tipe Koagulasi
Kriteria Desain Secara hidrolisSecara mekanis
dengan paddle impeler
NRe
Gradien kecepatan
Waktu detensi (td)
Dimensi paddle
Luas paddle
G x td
Headloss (Hf)
Kecepatan aliran
> 10.000
700 - 1000 /dt
< 1 menit
104-106
> 0,6 m
0,2 - 0,5 m/s
> 10.000
250 - 1000 /dt
1 - 3 menit
50 - 80 % x lebar bak
15 – 20 % x lebar bak
104-106
> 0,6 m
0,2 - 0,5 m/s
(Sumber : Darmasetiawan, 2001)
1. BANGUNAN PEMBUBUH KOAGULAN
1.Perencanaan
•Koagulan yang digunakan adalah alum, karena alum bekerja optimal pada pH 6,5 – 8,5 ( Droste, Ronald R,1997 ). •Kadar alum dalam tawas = 60 %•Berat jenis alum, ρal = 2,71 kg/L•Konsentrasi larutan = 10 %•Efisiensi pompa pembubuh, η = 75 %•Direncanakan ada 1 bak pembubuh koagulan dengan debit 200 l/dtk
1. BANGUNAN PEMBUBUH KOAGULAN
2.Perhitungan • Kebutuhan alum dan tawas
Jartest tawas = dosis = 0,6 x TSS (0,9)= 0,6 x 250 mg/L x ( 0,9 )= 135 mg/L
•Kebutuhan tawas per hari,
harikgharikgWt /4860/291660
100
Untuk periode pelarutan 8 jam,
harikgharikgWt /1620/486024
8
• Debit tawas,
dtLhariLLkg
harikg
al
WtQt /1092,6/78,597
/71,2
/1620 3
• Debit air pelarut
dtLharimmkg
harikg
w
WtQw /169,0/624,14
/997
/16201090
1010100
33
• Debit larutan
dtLQwQtQl /176,0169,01092,6 3
• Berat jenis larutan
Lkg
wal
lar /064,1
997,010010100
71,210010
1
10010100
10010
1
• Volume bak
33,36,322536008112,03600 mLtdQlarV
Dimensi Bak Pembubuh Koagulan, dengan asumsi t = 2,5 m
V = ¼ π D2 . t3,3 = ¼ . 3,14. D2 . 2,5D2 = 1,3 m
• Daya pompa
HPWattP
mdtmmNHQlP
029,0188,2
75,0
5,1/10112,0/1077,9 3333
Bangunan Bak Koagulasi
a. Kriteria desain :
• Tipe bangunan : pengadukan dengan paddle, tiap paddle mempunyai 2 blade
• Bentuk Bangunan : Lingkaran Bentuk lingkaran sangat efisien karena lebih mudah dalam perawatan dan
pembersihan serta tidak akan terjadi pengendapan pad sudut-sudut bangunan apabila memakai bentuk lain seperti persegi. Bentuk lingkaran mampu memperkecil headloss.
• Dibuat 2 unit bak, masing-masing 100 l/s• Debit (Q) = 100 l/s = 0,1 m3/s• Waktu detensi (td) = 60 s• Gradien kecepatan (G) = 1000/s• Temperatur (t) = 260C• Viskositas absolut () = 1,028 * 10-5 g detik/cm2
• BJ air (w) = 998,23 kg/m3
• Koefisien drag, Cd = 1,8 dan K = 0,25• Check G x td = 1000 x 60 = 60000 (memenuhi)
b. Dimensi ruang
• Volume bak = 0,1 x 60 = 6 m3
• Diameter (D) : Kedalaman (H) = 2 : 3Jadi Dimensi Tiap Bak adalah : Diameter Bak (d) = 2.25 mTinggi Air (h) = 1.5 mTinggi bak total = h + freeboard = 1,5 + 0,3 = 1,8 m
c. Paddle
•Diameter (p)= 60 % x diameter bak = 60 % x 2,25 m = 1,35 m