10a Contoh Perhitungan Constructed Wetland

8/19/2019 10a Contoh Perhitungan Constructed Wetland

1/9

WETLAND

Oleh : Prayatni Soewondo

Pemilihan Vegetasi dan Manajemen

Vegetasi memiliki peranan yang integral pada pengolahan wetland dalam mentransfer

oksigen melalui akarnya dan sistem rizoma hingga ke dasar basin pengolahan dan menyediakanmedium di bawah permukaan air untuk perlekatan mikroorganisme yang sangat berperan dalam

proses biologi. Tanaman yang digunakan adalah tanaman yang terendam, yang berakar di dalam

tanah atau medium suport granular. Jenis tanaman yang sering kali digunakan pada contructed

wetland adalah cattails, reeds, rushes, bulrushes, dan sedges.

Pentingnya karakteristik dari tanaman berhubungan dengan kedalaman optimum air

untuk sistem FW dan kedalaman rizoma dan penetrasi akar untuk sistem F. !attails

cenderung untuk mendominasi pada kedalaman air lebih dari " in #$.%& m'. (ulrushes tumbuh

dengan baik pada kedalaman ) hingga %$ in #$.$& m * $.)& m'. +eeds tumbuh sepanang pesisir

pantai dan pada kedalaman air hingga & ft #%.& m', tetapi merupakan kompetitor yang lemah pada

air yang dangkal. edges umumnya berada sepanang garis pantai dan pada air yang lebih

dangkal daripada bulrushes. +izoma dan akar cattail bertahan pada kedalam air hingga kira-kira

%) in #$. m', sedangkan reeds dapat bertahan pada lebih dari )/ in #$." m' dan bulrushes hinggalebih dari $ in #$.0" m'. +eeds dan bulrushes umumnya dipilih untuk sistem F karena

kedalaman penetrasi rizomanya mencukupi untuk penggunaan basin yang lebih dalam.

(ibit tanaman yang baru tidak dapat tumbuh pada air limbah. 1arena itu pada tahap awal

dianurkan untuk menambah air dan muatan limbah bertambah seiring dengan pertumbuhantanaman tersebut.

Parameter Desain

Parameter desain yang sangat penting untuk sistem constructed wetland adalah waktu

detensi hidrolis, kedalaman basin #panang dan lebar', lau beban (23 &, dan lau beban hidrolis.

+entang tipikal yang disarankan untuk perancangan diberikan pada tabel di bawah ini.

Panduan 3esain 4ntuk !onstructed Wetland

Paramater desain 4nit

Tipe sistem

FW F

5ydraulic detention time

Water depth(23& loading rate

5yraulic loading rate

pecific area

day

ft

lb6acre

7gal6acre.d

8cre6#7gal6d'

/ * %&

$. * ).$

9 "$

$.$%& * $.$&$

"0 * )$

/ * %&

%.$ * ).&

9 "$

$.$%& * $.$&

"0 * )$

umber : 7etcalf ; konsentrasi efluen (23&, mg6A

!o > konsentrasi influen (23&, mg6A

8 > koefisien yang fraksi (23& yang tidak tersisihkan oleh

pengendapan pada bagian awal dari sistem


2/9

$.0 > kostanta empiris

1 T > konstanta ketergantungan pada temperatur, d-%

8@ > permukaan area yang spesifik untuk akti@itas

7ikrobiologi, ft)6ft

t > waktu detensi hidrolis, d

Walaupun persamaan #"-%' dapat dianggap benar secara teoretis, tetapi ada dua masalahyang terlibat dalam penggunaannya, yaitu sulitnya menentukan atau menge@aluasi faktor 8 atau

8@.

Waktu detensi hidrolis adalah sebuah fungsi dari debit desain dan sistem geometri yang

diekspresikan oleh persamaan berikut #7etcalf ; panang basin, ft

W > lebar basin, ft

n > fraksi dari area cross-section yang tidak terdapat tumbuhan

d > kedalaman basin, ft

B > debit rata-rata yang melalui sistem C#B in D B out'6)E, ft6d

ilai-nilai di bawah ini telah diestimasi berdasarkan kedua persamaan di atas, meskipundemikian nilai-nilai di bawah ini sangat terbatas penggunaannya #7etcalf ; $.0&

ilai luas permukaan basin #8s' dapat ditentukan berdasarkan persamaan di bawah ini

#7etcalf ; 1 )$ #%.$"'#T-)$' #/' 1 )$ > $.)00= d

-%

n > $."& * $.0&

8 > $.&) #efluen primer'

> $.0 * $.G& #efluen sekunder'

> $.= #efluen tersier'

edangkan waktu detensi #T' untuk sistem FW dapat diperoleh dari persamaan di bawahini #7etcalf ; $."0G d-% #0'

7odel yang sama telah disarankan untuk menentukan waktu detensi yang diperlukan

untuk sistem F untuk penyisihan (23 #7etcalf ; A W α d #='

B


3/9

3imana : tH > waktu detensi wilayah pori, d

A > panang basin, ft

W > lebar basin, ft

α > porositas medium basin

d > kedalaman basin, ft

Waktu detensi aktual t adalah fungsi dari kondukti@itas hidrolis media dan panang basin, yangdinyatakan oleh persamaan berikut #7etcalf ; panang basin, ft

k s > kondukti@itas hidrolis, ft6ft).d

> slope basin, ft6ft

1arakteristik tipikal media yang digunakan pada sistem F terdapat pada tabel berikut

ini.

1arakteristik Tipikal 7edia 4ntuk F

7edia Type 7a? %$I

grain size, mm

Porosity,

α

5ydraulic

!ondicti@ity, ks,

ft6ft).d

1 )$

7edium sand

!oarse sandra@elly sand

%

)G

$./)

$.=$.&

%.G$

%.&0&%."/$

%.G/

%./$.G"

umber : 7etcalf ;


4/9

4ntuk sistem F, cross sectional area ditentukan dari persamaan berikut #7etcalf ;


5/9

akrikultur kon@ensional. 8lga tersebut mungkin dipanenkan dari efluen kolam maturasi dengan

salah satu dari beberapa proses pengolahan tersier dan kemudian digunakan sebagai suatu

tambahan makanan ternak.

8lga yang tumbuh dalam air limbah telah dicoba dengan berhasil untuk makanan ternak

ayam, babi, lembu, dan domba. 8kan tetapi sering kali, tidak terdapat uang atau tenaga terampiluntuk mengoperasikan dan memelihara proses-proses pengolahan tersier. 3alam kasus semacam

itu, protein alga dalam kolam stabilisasi air limbah paling menyenangkan dimanfaatkan untuk ikan pemakan-alga dalam kolam maturasi. Okan muair arotherodon mossambica khususnya

sangat toleran terhadap densitas alga yang tinggi dan berbiak secara ekstrim baik dalam kolam

maturasi. Aebih-lebih ikan ini sangat enak rasanya. Okan lain yang telah diternak dalam kolam

maturasi meliputi urame #!atlacatla, Aaboe rohita #Frontispiece'', Octalurus punctatus dan ikan

pemakan nyamuk #ambusia sp' #3uncan 7ara, %=0&'. 5asil panen ikan, khususnya muair,

mungkin dapat ditingkatkan dengan mengintroduksikan bibit yang yang steril, tetpai hal ini akan

menuntut perhatian tenaga ahli yang berpengalaman dalam budidaya ikan. 3i Papua ew

uinea, suatu kombinasi akuakultur dan agrikultur yang sangat efektif tetapi sangat sederhana

telah dikembangkan: kolam maturasi digunakan untuk meningkatkan ikan maupun bebek dan

efluen akhir digunakan untuk irigasi sayuran berkualitas tinggi yang ditumbuhkan dalam gra@el

bukannya tanah. uatu praktek hortikultura yang dikenal sebagai L 5ydrophonicM.

!lonorchiasis adalah penyakit hati serius yang disebabkan oleh cacing tramtoda parasitis!lonorchis sinensis yang mempunyai dua host intermediet, siput #(ithynia sp' dan ikan #gurame'.

Penyebaran penyakit ini dibatasi sampai Timur Jauh, khususnya !ina elatan, yang dalam hal ini

insiden yang tinggi diakibatkan oleh praktek yang ekstensif dalam perabukan kolam ikan dengan

air limbah dan kesukaan penduduk lokal untuk makan ikan baku. Pemeliharaan kolam secarateratur adalah esensial untuk mencegah pengembangan populasi siput yang stabil. Jika pinggiran

kolam tersebut bersih dari @egetasi, kemudian siput akan kehilangan habitatnya dan karena itu

parasit dalam air limbah baku akan mati karena tidak adanya host pertamanya #siput'.

ebagian besar daur ulang dari air buangan secara tradisional telah dirancang untuk

memproduksi ikan melalui nutrien-nutrien yang ada di dalam air buangan. 3i lain pihak, sistem

air buangan kon@ensional seperti lumpur aktif, trickling filter, dan kolam stabilisasi dirancang

untuk menyisihkan nutrien-nutrien yang ada di dalam air buangan. Pada gambar di bawah ini,

ekskreta manusia yang digunakan kembali melalui akuakultur dapat digunakan secara langsunguntuk menghasilkan makanan bagi manusia untuk dikonsumsi #garis putus-putus' atau secara

tidak langsung melalui pakan untuk unggas #bebek' dan ikan #garis solid'.

FO5 P23


6/9

trategi


7/9

Aw > B

8s

Aw > )).))& m 6d

%$&. m)

Aw > $.$)% m6m)6d 21 $.$%/ 9 Aw 9 $.$/"

ilai hidraulic-loading rate #Aw' sebesar $.$)% m6m)6d memenuhi syarat desain wetlanduntuk sistem FW yaitu $.$%/ 9 Aw 9 $.$/".

e. Penyisihan suspended solid #' untuk sistem FW dapat dihitung menggunakan persamaan di

bawah ini #herwood !. +eed ; +onald W. !rites, %==&':

!e > !o C $.%%= D $.$$)% #5A+' E

3imana : !e > efluen T, mg6A

!o > influen T, mg6A

5A+ > hydraulic-loading rate, cm6d

!e > !o C $.%%= D $.$$)% #5A+' E

!e > %$) C $.%%= D $.$$)% #).' E!e > %).%% mg6A

ilai !e T sebesar %).%% mg6A memenuhi syarat baku mutu kelas satu yang ditetapkan,

yaitu &$ mg6A.

OO Tipe ubsurface Flow ystem #F'

3esain dari sistem F yang akan direncanakan didasarkan atas informasi berikut ini :

%. (23 influen > %) mg6A

). (23 efluen > ) mg6A

. B > )).))& m6d > 0G&. ft6d > $.$$&G0 7gal6d

/. Tipe @egetasi > bulrushes

&. Temperatur air minimum > %" $!". 7edia basin > ra@elly sand

0. lope basin > $.$%

a. 1edalaman basin #d'

1edalaman basin ditentukan berdasarkan enis @egetasi yang akan digunakan pada sistem

wetland yang direncanakan. 3alam hal ini, @egetasi yang akan digunakan adalah bulrushesyang mempunyai kemampuan penetrasi rizoma hingga sedalam $ in #$.0" m'. 2leh karena

itu, kedalaman basin untuk perencanaan adalah sedalam $ in #)./= ft'.

d > )./= ft

b. ilai α, k s, dan 1 )$

ilai α, k s, dan 1 )$ tergantung dari media yang digunakan, yaitu gra@elly sand. ilai-

nilai tersebut dapat dilihat pada tabel /.%).

α > $.&

k s > %,"/$ ft6ft).d

1 )$ > $.G"

c. 1 T


8/9

ilai 1 T pada temperatur air minimal sebesar %"$! dapat dihitung berdasarkan

persamaan #/-/' , yaitu :

1 T > 1 )$ #%.%'#T-)$', T dalam o!

1 %" > $.G" #%.%'#%"-)$'

1 %" > $.&G0/ d-%

d. Waktu detensi pore-space #tH' ilai tH diperoleh berdasarkan persamaan #/-G', yaitu :

tH > - ln #!e6!o' 6 1 TtH > - ln #)6%)' 6 $.&G0/

tH > 0.% d

e. !ross sectional area #8c'

8c diperoleh berdasarkan persamaan #/-%%', yaitu :

8c > B

k s .

8c > 0G&. ft6d

%,"/$ ft6ft).d #$.$%'

8c > /0.GG ft)

f. Aebar basin #W'

Aebar basin #W' diperoleh dari persamaan #/-%)', yaitu :

W > 8c d

W > /0.GG ft)

)./= ft

W > %=.) ft

g. Panang basin #A'

Panang basin #A' diperoleh dari persamaan #/-=', yaitu :

A > tH B W d α

A > #0.% d' #0G&. ft6d'

#%=.) ft'#)./= ft'#$.&'

A > /.%% ft

h. Auas permukaan basin #8s'

8s > A ? W

8s > /.%% ft ? %=.) ft8s > ",/)& ft)

8s > &=".= m)

8s > $.$%0 acres

i. Pengecekan hydraulic-loading rate #Aw'

Aw > B

8s

Aw > )).))& m6d

&=".= m)

Aw > $.$0 m6m)6d 21 $.$%/ 9 Aw 9 $.$/"

. Pengecekan (23& loading rate


9/9

A(23& > #$.$$&G0 7gal6d'#%) mg6A'CG./ lb67gal.#mg6A'E

A(23& > "./") lb6d

A(23& > /0.%"= lb6acre.d 21 A(23& 9 "$

k. Penyisihan suspended solid #' untuk sistem F dapat dihitung menggunakan persamaan di bawah ini #herwood !. +eed ; +onald W. !rites, %==&' :

!e > !o C $.%$&G D $.$$%% #5A+' E

3imana : !e > efluen T, mg6A

!o > influen T, mg6A

5A+ > hydraulic-loading rate, cm6d

!e > !o C $.%$&G D $.$$%% #5A+' E

!e > %$) C $.%$&G D $.$$%% #.0' E

!e > %%.)$ mg6A

ilai !e T sebesar %%.)$ mg6A memenuhi syarat baku mutu kelas satu yang ditetapkan,

yaitu &$ mg6A.

Tabel "." Perbandingan istem FW terhadap istem F

Parameter atuan FW F

(23 Onfluen

(23

10a Contoh Perhitungan Constructed Wetland

Documents

Transcript of 10a Contoh Perhitungan Constructed Wetland