1 PERENCANAAN PERHITUNGAN JARINGAN AIR LIMBAH1.1 DASAR PERENCANAANPenyusunan Detail Engineering Design Pengolahan Air Limbah domestik Kota Banda Aceh merupakan program Jangka Mendesak (tahun 2013-2017) yang sudah ditetapkan dalam Masterplan Air Limbah Kota Banda Aceh yang disusun pada Tahun Anggaran 2012. Program Tahap Mendesak ini direncanakan untuk melayani penduduk 5000 SR. Ada beberapa hal yang menjadi dasar perencanaan ini:

1. Daerah pelayanan, sebagai daerah komersial yang dijadikan sebagai pilot project;

2. Jumlah penduduk, ditetapkan pada kawasan dengan jumlah penduduk paling padat;

3. Kriteria Desain dan asumsi-asumsi.

1.1.1 DAERAH PELAYANANRencana daerah pelayanan pengelolaan air limbah domestik Kota Banda Aceh untuk program Jangka Mendesak ini melayani 5000 SR yang terdiri dari 6 (enam) gampong dengan total luas area sebesar 257 Ha :

a. Gampong Kuta Alam b. Gampong Peunayong c. Gampong Laksana

d. Gampong Keuramat e. Gampong Mulia

f. Gampong Peuniti

1.1.2 JUMLAH PENDUDUKBerdasarkan hasil perhitungan studi master plan pengelolaan air limbah domestik Kota Banda

Aceh, perkiraan jumlah penduduk di wilayah perencanaan sampai dengan tahun 2017 adalah sebesar

30.031 jiwa atau sebanyak 6.060 KK. Prosentase pelayanan direncanakan sebesar 80 % atau sebanyak

5.105 KK. Gambaran jumlah penduduk daerah pelayanan di masing-masing kelurahan secara detail dapat dilihat pada tabel 1.1, dibawah ini.

Tabel 1.1 Jumlah Penduduk dan KK terlayani IPAL

NoDearah PelayananJumlah PendudukTahun 2017% JumlahKK% KK Terlayani

1Kelurahan Kuta Alam2,415483411

2Kelurahan Peunayong3,046609518

3Kelurahan Laksana5,7171,143972

4Kelurahan Keuramat4,814963818

5Kelurahan Mulia5,9481,1901,011

6Kelurahan Peniti8,0911,6181,376

Total30,0316,0065,105

Sumber : Hasil analisa konsultan, tahun 2012

1.1.3 RENCANA TAHAPAN PELAKSANAANSebelum dilakukan penyusunan Detailed Engineering Desain (DED) perlu untuk menetapkan daerah pelayanan. Perencanaan di dalam DED adalah untuk 5105 SR yang dilaksanakan dalam 3 tahap pelaksanaan dengan membagi cakupan pelayanan 5105 SR menjadi 3 :

1. Tahap 1 tahun 2014-2015, rencana daerah pelayanan adalah gampong Peuniti dengan jumlah sambungan 1375 SR

2. Tahap 2 tahun 2015-2016, rencana daerah pelayanan adalah gampong Peunayong dan gampong Kuta Alam dengan jumlah sambungan 928 SR

3. Tahap 3 tahun 2016-2017, rencana daerah pelayanan adalah gampong Mulya, gampong

Laksana, gampong Keuramat dengan jumlah sambungan 2801 SR.

NOTA DESAIN PENGOLAHAN AIR LIMBAH DOMESTIK KOTA BANDA ACEHPage 1.31.1.4 KRITERIA DESAIN DAN ASUMSI-ASUMSIDetail Engineering Design (DED) IPAL Kota Banda Aceh didasarkan kepada standar/kriteria yang disyaratkan, meliputi; dimensi-dimensi unit yang ada sesuai dengan kriteria teknis, konstruksi bangunan, effisiensi pengolahan, dan sistem pengaliran.

A. Kriteria Desain Jaringan Pengumpul Air Buangan1. Target Desain

Kapasitas jaringan pengumpul air limbah buangan domestic direncanakan sampai dengan tahun

2017 (Tahap Mendesak)

2. Volume Air Limbah

Volume air limbah ditentukan berdasarkan konsumsi pemakaian air bersih dari masing-masing sumber pengguna (sumber : PDAM). Gambaran volume pemakaian air bersih domestic adalah

139 lt/org/hari.

3. Faktor Debit Puncak

Debit air limbah yang terkumpul (kecuali dari infiltrasi air tanah dan dari aliran lainnya) bervariiasi dalam satu hari, dan aliran yang sangat rendah biasanya terjadi pada siang hari. Ratio debit aliran puncak terhadap debit aliran rata-rata berkisar kurang dari 130 % untuk pipa induk dan lebih dari

200 % untuk pipa yang lebih kecil.

Formula di bawah ini dipakai untuk memperkirakan faktor puncak (F) debit air limbah

F = 4,02 x (0,0864 x Q)Dimana :Q = aliran rata-rata harian selain aliran infiltrasi air tanah dalam liter/detik

F maksimum dan minimum = 5 1,25

4. Infiltrasi Air Tanah

Infiltrasi air tanah termasuk intrusi air permukaan diasumsikan 10 % dari aliran rata-rata air limbah harian yang dihasilkan. Infiltrasi air tanah dan infiltrasi air permukaan diperhitungkan dalam perencanaan sistem air limbah

5. Debit perencanaan

Qmax=1,5 x Qr

Dimana : Qmax : Q maksimum

Qr : Q rata-rata (0.8 x Q air bersih)

6. Kecepatan Aliran Dalam Pipa (Flow Velocity)

Dalam perhitungan kecepatan, formula manning digunakan dalam aliran gravitasi. Kecepatan minimu 0.6 m/detik dan kecepatan maksimum 3 m/detik. Kecepatan minimum digunakan untuk mencegah terjadinya endapan dan untuk mengurangi terbentuknya sulfat. Kecepatan maksimum untuk tahan erosi pada material pipa.

Formula Manning Adalah For sebagai berikut : Dimana : V : Kecepatan rata-rata (m/detik)

n : koefisien kekasaran

R : radius hydraulic (m) = A / P

A : luas penampang melintang (m2) P : keliling basah (m)

I : slope hidrolisKoefisien kekasaran (n) diasumsikan sebagai berikut :

Pipan

RCP0,013

Pipa Clay0,013

PVC0,011

7. Diameter Minimum Pipa

Pipa lateral 100 - 150 mm digunakan untuk pipa sambungan rumah.

8. Tinggi air dalam Pipa

Tinggi air dalam pipa d/D disyaratkan : 0,6 0,8 , yaitu perbandingan tinggi air di dalam pipa dengan diameter pipa

1. Tarik garis dari d/D yang direncakan ke kurva Q/Qfull

2. Tarik garis dari titik pertemuan diatas ke bawah, sehingga didapat nilai Q/Qfull

Gambar 1.1 Grafik Elemen Hidrolik

9. Kedalaman Penanaman Pipa

Kedalaman tanah penutup untuk peletakan pipa air limbah 1,2 m untuk jalan yang banyak dilalui kemdaraan, 0,9 m untuk jalan yang tidak banyak dilalui kendaraan. Untuk kedalaman maksimum sekitar 8 m. Perlu dipertimbangkan juga tinggi muka air tanah. Untuk di Kota Banda Aceh kedalaman maksimum penanaman pipa adalah 4 m.

10. Jarak Antar Manhole

Jarak antar manhole ditentukan berdasarkan diameter pipa.

Ukuran Pipa Maximun Jarak< 600 mm 100 m

> 750 mm 200 m

11. Material Pipa

Digunakan pipa HDPE untuk pipa lateral sampai pipa induk, dan untuk pipa service menggunakan pipa PVC. Kelebihan pipa PVC lebih ekonomis, tahan terhadap sulfat dan tahan terhadap kapasitas aliran yang besar dengan koefisien kekasaran pipa yang rendah.

12. Kehilangan Tekanan dalam manhole

Untuk diameter pipa < 1200 mm, kehilangan tekanan dalam manhole adalah 2

13. Sambungan Rumah

Komponen Sambungan rumah terdiri dari pipa service dan bak kontrol, yang terkoneksi dengan pipa lateral. Materialnya adalah pipa PVC. Agar aliran lancar dengan kecepatan yang tepat, slope pipa lateral seharusnya 1% dengan diameter pipa lateral 100-150 mm berdasarkan kapasitas aliran dari masing-masing rumah.

Tabel 1.2 Kriteria Desain JaringanAir BersihKeterangan :

1) EW Steel and Terence J McGhee, Water Supply and Sewerage, fifth edition

2) Syed R Oasim, Wastewater Treatment Plant,Planning, Design and Operation

3) Elly Yuliani, Perencanaan Sistem Air Buangan

4) http:///www.engineeringtoolbox.com/sewega-piping systems-d_568.html1.2 PERHITUNGAN JARINGAN PERPIPAAN1.2.1 POTENSIAL BEBAN AIR LIMBAH DOMESTIK

KomersialIndustri Asumsi:

Assume 80%Asumsi: 500BebanAsumsi: 20Asumsi: 80%Assume 12%Asumsi: 7780%

Rasio:% Air Minummg BOD/ltLimbahm3/Ha/ThnAir Dari Ground water(D) Dari ? GWg BOD/jw/hrWater to WW

% Pemakaian air minum Domestik% Pemakaian air Minum Komersialke air LimbahBeban LimbahKomersialKonsentrasi BOD Air LimbahProduksi GW7%WW BODBeban limbahInd

(m3/Hr)(ton/Hr)(tonBOD/Hr)(mg/lt)(m3/Hr)(m3/Hr)(m3/Hr)(mg/ltr)(ton BOD/Hr)

782275.690.150.142,0004.03268.37152.691,2180.15

782295.480.190.182,0001.98338.53192.611,2180.19

7822179.220.360.342,0001.01635.41361.521,2180.35

7822150.890.300.282,0002.54534.98304.391,2180.30

7822186.450.370.352,0003.73661.03376.111,2180.37

687.731.381.2913.292,438.321,387.321.35

7822253.630.510.482,0002.67899.23511.631,2180.50

253.630.510.482.67899.23511.630.50

941.361.881.7715.963,337.551,898.951.85

Infiltartion

Asumsi: 10%RasioTotalTotalTotalTotal(D+C+IF)ADWF (m3/d)

m3/ha/hr (IF)Infiltation(D+C)(D+C+IF)(D+C+I)(D+C+I+ IF)

IF/(D+C)BODFlowBODFlow

(m3/Hr)(tonBOD/Hr)(m3/Hr)(ton BOD/Hr)(m3/Hr)

34.413.550.21378.50.4412.9378.5

43.403.550.27477.40.5520.8477.4

81.463.550.50896.10.9977.5896.1

68.593.550.42754.50.7823.1754.5

84.753.550.52932.20.91,017.0932.2

312.611.913,438.663.273,751.273,438.7

115.293.550.71,268.11.21,383.41,268.1

115.290.711,268.151.201,383.431,268.1

427.892.624,706.814.475,134.704,706.8

Sumber : Analisa Konsultan, Tahun 2012

Berdasarkan tabel hasil perhitungan diatas dari MP Banda Aceh, produksi air limbah domestic yang di 6 (enam) kelurahan adalah 4.706,8 m3/hari, dengan konsentrasi beban air limbah rata-rata sebesar 221 mg/lt.

Dalam perencanaan DED ini (sesuai dengan TOR), pengelolaan air limbah domestik pada tahap mendesak akan direncanakan melayani 5000 SR. Hasil perhitungan produksi air limbah untuk jumlah SR tersebut diatas dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

Tabel 1.3 Produksi Air Limbah pada Tahap MendesakPerkiraan Jumlah Penduduk Tahun 201730,031JiwaIPAL Gp. Jawa

% Penduduk Terlayani85%

Jumlah Penduduk terlayani25,526Jiwa

5,105KK

Produksi air limbah Tahap I (Dom dan Kom)4,715m3/hr

Konsentrasi BOD222mg/lt

Sumber : analisa Konsultan, 2012

Tabel 1.4 Perhitungan Pembebanan Air Limbah Per KelurahanIPerhitungan Pembebanan Air Limbah Kelurahan Peniti

NoBlokProduks i Air Lim bahQ max(m 3/hari)(4) = (3) x standarQ min(m 3/hari)(5) = (8) x standarJml Pddk(Jiwa)Jml Pddk(KK)

(l/det)(m 3/hari)

(1)(2)(3)

1A4.40380.44571.00191.007,3741,475

2B2.94253.63381.00127.002,519504

3C3.67317.04476.00159.002,016403

4D3.67317.04476.00159.00

Total14.681,268.11,42847711,9092,382

IIPerhitungan Pembebanan Air Limbah Kelurahan Kuta Alam

NoBlokProduks i Air Lim bahQ max(m 3/hari)(9) = (8) x standarQ min(m 3/hari)(10) = (8) x standarJml Pddk(Jiwa)Jml Pddk(KK)

(l/det)(m 3/hari)

(1)(2)(8) = (7) x standar

1A1.75151.39228.0076.004,584917

2B1.31113.54171.0057.0011,9862,397

3C1.31113.54171.0057.0010,2272,045

Total4.38378.5570.0190.026,797.65,359.5

IIIPerhitungan Pembebanan Air Limbah Kelurahan Kramat

NoBlokProduks i Air Lim bahQ max(m 3/hari)(9) = (8) x standarQ min(m 3/hari)(10) = (8) x standarJml Pddk(Jiwa)Jml Pddk(KK)

(l/det)(m 3/hari)

(1)(2)(8) = (7) x standar

1AL11.75150.89227.0076.0010,0742,015

2AL21.75150.89227.0076.002,380476

3AL30.8775.45114.0038.001,996399

4AL41.75150.89227.0076.003,992798

5AL51.75150.89227.0076.004,721944

6AL60.8775.45114.0038.00

Total8.73754.461,022.00342.0023,1634,633

IVPerhitungan Pembebanan Air Limbah Kelurahan Laksana

NoBlokProduks i Air Lim bahQ max(m 3/hari)(9) = (8) x standarQ min(m 3/hari)(10) = (8) x standarJml Pddk(Jiwa)Jml Pddk(KK)

(l/det)(m 3/hari)

(1)(2)(8) = (7) x standar

1AL72.07179.22269.0090.0029860

2AL83.11268.83404.00135.00596119

3AL91.0489.61135.0045.00596119

4AL101.0489.61135.0045.001,191238

5AL110.5244.8068.0023.001,489298

6AL120.5244.8068.0023.001,787357

7AL132.07179.22269.0090.001,190238

Total10.37896.091348.00451.007,1461,429

VIPerhitungan Pembebanan Air Limbah Kelurahan Mulya

NoBlokProduks i Air Lim bahQ max(m 3/hari)(9) = (8) x standarQ min(m 3/hari)(10) = (8) x standarJml Pddk(Jiwa)Jml Pddk(KK)

(l/det)(m 3/hari)

(1)(2)(8) = (7) x standar

1ALM12.16186.45280.0094.0029860

2ALM22.16186.45280.0094.00596119

3ALM32.16186.45280.0094.00596119

4ALM42.16186.45280.0094.001,191238

5ALM52.16186.45280.0094.001,489298

Total10.79932.231400.00470.004,170834

Sumber : analisa konsultan, 2012

1.2.2 PERHITUNGAN DIMENSI JARINGAN AIR LIMBAH DOMESTIKPerhitungan Dimensi pipa secara keseluruhan sistem disajikan dalam lampiran. Di bawah ini diuraikan contoh perhitungannya untuk beberapa titik saja.

Tabel 1.5 Contoh Perhitungan Dimensi Pipa No. Pipa KA 5, KA 6, KA 25, KA 26No Pipa(1)ManholePembebanan(4)Kapasitas Air Limbah(l/det)d/D(10)graf ikQpeak/Qf ull(11)graf ikQf ullDirencanakanDf ullDirencanakanCheckS(25)

S(14)S^1/2(15)DAKellRR2/3V

Dari(2)Ke(3)Qr(5)Qmax(6)(5) x kriteriaQmin(7)(5) x kriteriaQinf(8)(5) x kriteriaQpeak(9)(6) + (8)(l/det)(12)(9) : (11)(m3/det)(13)(m)(16)(inch)(17)(inch)(18)(m)(19)(m2)(20) (19)2(m)(21) (19)(22) (20) : (21)(23)(m/det)(24)pers. Manning

pers. Manning

KA5KA6A1.752.630.880.182.800.750.952.950.0030.005.32%0.10304.00040.100.010.310.030.090.450.000.50%

KA6KA25A+B3.14.601.530.314.910.750.955.160.010.0035.32%12.70%5.00060.20.020.470.040.110.600.00.0%

KA25KA26A+B3.14.601.530.314.910.750.955.160.010.0035.32%12.70%5.00060.20.020.470.040.110.600.00.28%

KA26BM4A+B3.14.601.530.314.910.750.955.160.010.0035.32%12.70%5.00060.20.020.470.040.110.600.00.28%

Langkah-langkah Perhitungan Dimensi Pipa ( contoh nomor pipa KA 5, Gampong Kuta Alam)Produksi air limbah sub zone A ; Qr = 1,75 l/detik

Qmax=1,5 x Qr=1,5 x 1,75=2,63 l/detik Qmin=0,5 x Qr=0,5 x 1,75=0,88 l/detik Qinf=10% x Qr=10% x 1,75=0,18 l/detik Qpeak=Qmax+Qinf=2,63+0,18=2,81 l/detik

Tinggi muka air dalam pipa d/D = 0,6 0,8 ; diambil 0,75

*dar men hidrolis, diperoleh Qpeak / Qfull = 0,95

Q pQfull= k

1=2,95 l/detik5Dfull= x Qfull

diketahui, S = 0,28 % S1/2 =5,32 %

Qfull = 2,95 l/detik = 0,003 m3/detik ; Dfull = 0,1030 m

1.2.3 PENENTUAN PROFIL HIDROLIS JARINGANTabel 1.6 Penentuan Profil Hidrolis Jaringan No. pipa KA 5, KA 6, KA 25, KA 26NoPipaManholeDiameter PipaPanjang pipaSpipa HElevasi BermElevasi PipaKedalaman Pipa

AsTopDasar AsTopDasar

DariKeDariKeDariKeDariKeDariKeDariKeDariKeDariKe

(mm)(m)(m)(%)(m)(m)(m)(m)(m)(m)(m)

(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(6) x (5)(9)data(10)data(11)(9) - Hpipa(12)(11) - (8)(13)(11) + 1/2(5)(14)(12) + 1/2(5)(15)(11) - 1/2(5)(16)(12) - 1/2(5)(21)(9) - (11)(22)(10) - (12)(23)(9) - (13)(24)(10) - (14)(25)(9) - (15)(26)(10) - (16)

13KA5KA61000,1022,00,3%0,065,595,653,263,203,313,253,213,152,332,452,282,402,382,50

27KA6KA251500,15110,00,3%0,315,655,581,841,531,921,601,771,453,814,053,733,973,884,12

28KA25KA261500,1588,00,3%0,255,585,584,384,134,454,204,304,051,201,451,131,381,281,53

29KA26BM41500,1520,00,3%0,065,585,584,134,074,204,154,054,001,451,511,381,431,531,58

Sumber : pengukuran lapangan dan perhitungan konsultan, tahun 2012

Gambar 1.2 Profil Hidrolis Jaringan No. pipa KA 5, KA 6, KA 25, KA 26

NOTA DESAIN PENGOLAHAN AIR LIMBAH DOMESTIK KOTA BANDA ACEH1.3 KONTRUKSIMaterial PipaPertimbangan yang digunakan sebagai dasar untuk pemilihan pipa adalah sebagai berikut :

Ketahanan /usia pakai

Ketahanan terhadap korosi baik lapisan dalam maupun luar

Ketahanan terhadap erosi/penggerusan

Kemudahan dalam Handling dan Install

Ketahanan terhadap pemuatan (loading), pengangkutan dan pemasangan

Material Pipa , yang sering digunakan dalam pembangunan air limbah dan telah dibuat di

Indonesia adalah concrete, PVC dan HDPE

Page 1.14

NoUraianKriteriaSumber

DataPerencanaanKeterangan1

2

Kap

asitas Air bersih it air limbah (Qr)

0,6 - 0,9 Q Air Bersih

2) - pg 29139 lt/det

0.8 QPerkiraan pemakaian air bersih pada tahu 2017Deb3Debit maksimum (Qmaks)1.5 - 2.0 Qr2) - pg 291.5 Qr4Debit miminum (Qmin)0.5 Qr3)0.5 Qr5Debit infiltrasi (Qinf)20% Qr3)10% Qr6Debit puncak (Qr)(Qmaks) + (Qinf)7Sistem pengaliranSistem gravitasi+Pompa8Kecepatan aliran (V)Dengan kemiringan pipa yang direncanakan, kecepatan aliran harus memenuhi syarat kriteria- Air limbah setelah pre-treatment(0.6 3.6) m/det4)- Air limbah tanpa pre-treatment(0.9 5.4) m/det4)9Tinggi air didalam pipa (d/D)(0.6 0.8) D0.75

10

Perletakan manhole pada jalur lurus

(50 - 100) m

1) - pg 365

50 mPerletakan manhole juga memperhatikan site plan dan perletakan utilitas lainnya11Kedalaman manhole

Kedalaman manhole juga memperhatikan perletakan utilitas lainnya- Minimum0.7 m- Maksimum4 m12Jarak antara top pipa dan dsr sal. Drainase0.3 mSesuai dengan perencanaan

perletakan keterpaduan utilitas13Waktu Tinggal di Sumpit(5 - 30) menit3)

"n" koeffisien kekasaran pipa14Formula perhitungan dimensi saluran

Q = V X A

= 1/n x R^2/3 x S^1/2 x A

dimana :

Q = kapasitas saluran (m3/dt)

n = koefisien manning

R = jari-jari hidrolis (m) S = kemiringan (slope)

i grafik ele

eak 2,8

=

0,9

Qfull

Qpea

0,042

S

3/8

;

1/2