BAB VI

V - 1

BAB VI RENCANA DETAIL

BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM

Penentuan unit pengolahan air minum berdasarkan kualitas air baku dibandingkan dengan baku mutu air minum sehingga dapat ditentukan unit-unit pengolahan yang harus digunakan untuk mendapatkan kualitas air sesuai dengan tujuan pengolahan. Data karakteristik kualitas air baku dan standar baku mutu air minum (Peraturan Menteri Kesehatan RI Nomor 492/Menkes/Per/IV/2010 dapat dilihat pada tabel 6.1.

Tabel 6.1 Perbandingan Karakteristik Air Baku dengan Baku

No Parameter Satuan Kandungan

Keterangan Air Baku(1)

Standar Baku Mutu(2)

1 Kekeruhan NTU 100 5 Melebihi Standar 2 TDS Mg/l 900 500 Melebihi Standar 3 Bakteri CFU/gr 17 0 Melebihi Standar 4 Warna TCU 35 15 Melebihi Standar 5 Besi Mg/l 0,1 0,3 Sesuai Standar 6 Mangan Mg/l 0,2 0,4 Sesuai Standar 7 Kesadahan 850 500 Melebihi Standar

Sumber: (1) Data Tugas Besar PAM, 2014 (2) Peraturan Menteri Kesehatan RI Nomor 492/Menkes/Per/IV/2010

Berdasarkan Tabel 6.1 kualitas air baku beberapa tidak memenuhi standar baku mutu. Agar air baku dapat digunakan sebagai air minum perlu dilakukan pengolahan terlebih dahulu. Untuk menentukan bangunan pengolahan apa saja yang akan digunakan, direncanakan alternatif- alternatif. Dari alternatif-alternatif tersebut kemudian dipilih alternatif yang paling baik.

Gambar 6.1 Alternatif Pengolahan Air Minum Terpilih Kota Seoul

INTAKE PRASEDIMENTASI KOAGULASI FLOKULASI SEDIMETASI

FILTRASI

ION EXCHANGE

DESINFEKSI

RESERVOIR

Tugas Besar TPAM & PBPAM – Teknik Lingkungan 2011

Prayoga Wiguna | Yudhi Hanafi Syadli | Syafdika Sari S | Vina Lestari R

V - 2

6.1 Intake

Kriteria Perencanaan yang digunakan (Kawamura, 1991; Schulz-okun, 1984; Al-layla, 1978) adalah:

a. Saringan Bel Mounth • Kecepatan air melalui lubang saringan (Va) = (0,15 – 0,3) m/s • Diameter bukaan lubang (dbl) = 6 – 12 mm • Luas total saringan = 2 × luas efektif saringan

b. Bar Screen • Jarak bukaan antar batang (b) = 1” = 2,54 cm = 0,0254 m • Diameter batang (w) = 0,5 “ = 1,27 cm = 0,0127 m • Kecepatan air melalui screen < 0,6 m/s

c. Pipa untuk air baku untuk menghindari erosi dan sedimentasi, kecepatan air = 0,6 – 1,5 m/s

d. Pipa air hisap • Kecepatan air di pipa hisap = 1 – 1,5 m/s • Beda tinggi dari muka air minimum ke pusat pompa ≤ 3,7 m • Jika muka air > dari muka air minimum,maka jarak pusat pompa ke

muka air minimum < 4 m e. Sumur pengumpul

• Minimal terdiri dari dua sumur pengumpul • Waktu detensi 20 menit = 1200 detik • Dasar sumur minimum 1 m dibawah dasar sungai atau 1,52 m di bawah

muka air minimum • Tinggi foot valve dari dasar sumur > 0,6 m • Konstruksi kedap air dan tebal dinding 20 cm atau lebih tebal • Kemiringan dasar sumur = 10 - 20 % • Punya berat yang cukup dan kuat terhadap tekanan dan gaya yang ada

Perhitungan • Kecepatan air melalui lubang saringan (vls) = 0,5 m/s • Diameter bukaan lubang (dbl) = 10 mm • Kecepatan air pada air baku = 0,8 m/s • Kecepatan air di pipa hisap = 1,2 m/s • Muka air maksimum = 1,5 m • Muka air rata-rata = 1 m • Muka air minimum = 0,8 m



V - 3

Tabel 6.1 Perhitungan Intake Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan

Bar screen Jumlah Batang (n) L = n.w + (n+1)b 1 = (n x 0,0127 m) +

(n + 1) 0,0254 m 25,580 = 26 Batang

Lebar bukaan total (L’)

L’ = L - n.w L’ = 1 – (26 x 0,0127 m)

0,669 = 1 m

Ac Ac = L’ x m.a max Ac = 1 m x 1,5 m 1,5 m2 Cek Kecepatan pada aliran batang

V = 𝑄𝑄𝐴𝐴𝐴𝐴

V = 0,46 𝑚𝑚3/𝑠𝑠1,5 𝑚𝑚2 0,3 m/s

Saringan Bell mounth Luas Efektif (A) A = 𝑄𝑄

𝑣𝑣 A = 0,15 𝑚𝑚3/𝑠𝑠

0,5 𝑚𝑚2 0,30 m2

Luas Area Semua (A’)

A’ = 𝜋𝜋 𝑑𝑑2

4 A’ = 𝜋𝜋 0,012

4 7,854 x 10-5 m2

Jumlah lubang pada saringan (n)

n = 𝐴𝐴𝐴𝐴′

n = 0,30 𝑚𝑚2

7,854 x 10−5 𝑚𝑚2 3920 buah

Sumur Pengumpul Jumlah Bak 2 buah Debit (Q) Q = Q/2 Q = 0,46 𝑚𝑚3/𝑠𝑠

2 0,23 m3/s

Volume (V) V = Q x td V = 0,23 m3/s x 1200 s

276 m3

Kedalaman Efektif (He)

He = m.a.max – m.a.min + jarak dasar sumur ke m.a.min

He = 1,5 m – 0,8 m + 1,52 m

2,22 m

Luas dasar (As) As = 𝑉𝑉He

As = 276 𝑚𝑚3

2,22 m 124 m2

Dimensi dasar sumur

S = √𝐴𝐴𝐴𝐴 S = √124 𝑚𝑚2 11 m

Panjang = Lebar 11 m Tinggi (t) T = He + jarak

muka tanah dengan m.a.max + freeboard

T = 2,22 m + 0,5 m + 0,5 m

3,22 = 3 m

Pipa Air baku (Inlet) Luas penampang pipa (A)

A = Q/v A = 0,15 𝑚𝑚3/𝑠𝑠1 m/s

A = 0,15 m2

Diamter pipa (d) d = �4 𝑥𝑥 𝐴𝐴

𝜋𝜋 d = �4 𝑥𝑥 0,15 𝑚𝑚2

𝜋𝜋

0,437 m

D pasaran 457,2 mm Cek Perhitungan Luas Penampang pipa menjadi

A = 𝜋𝜋 𝑑𝑑2

4 A = 𝜋𝜋 0,45722

4 0,16 m2

Kecepatan (v) v = Q/A v = 0,150,16

0,96 m/s

(0,6 – 1,5) m/s O.K Pipa Outlet Luas Penampang pipa (A)

A = Q/v A = 0,15 𝑚𝑚3/𝑠𝑠1 m/s

A = 0,15 m2

Diamter pipa (d) d = �4 𝑥𝑥 𝐴𝐴

𝜋𝜋 d = �4 𝑥𝑥 0,15 𝑚𝑚2

𝜋𝜋

0,437 m

D pasaran 457,2 mm Cek Perhitungan Luas Penampang pipa menjadi

A = 𝜋𝜋 𝑑𝑑2

4 A = 𝜋𝜋 0,45722

4 0,16 m2



V - 4

Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan Kecepatan (v) v = Q/A v = 0,15

0,16 0,96 m/s

Sumber: Perhitungan Tugas Besar TPAM dan PBPAM, 2014

Sistem Transmisi

Kriteria perencanaan (Kawamura, 1991/ Schulz-Okun, 1984/ Al-layla 1978) adalah:

• Kecepatan air = 1,2 m/dtk • Tekanan di dalam pipa = 1,8 -2,8 kg/cm3 • Tekanan di dalam pipa untuk pemadaman kebakaran = 4,2 kg/cm3 • Tekanan di dalam pipa untuk wilayah ke komersil = 5,3 kg/cm3 • Tebal tanah penutup untuk pipa dibawah jalan raya = min 90 cm • Tebal tanah penutup untuk pipa dibawah trotoar = min 75 cm • Debit Olahan = 0,46 m3/ dtik

Tabel 6.2 Perhitungan Sistem Transmisi Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan

Pipa Transmisi Luas penampang pipa (A) 𝐴𝐴 =

𝑄𝑄𝑣𝑣

𝐴𝐴 = 0,46 m3/ dtik

1,2 𝑚𝑚/𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑

0,38 m2

Diameter pipa (d) 𝑑𝑑 = �

4 𝑥𝑥 𝐴𝐴𝜋𝜋

𝑑𝑑 = �4 𝑥𝑥 0,38

3,14

0,69 m

D pasaran 700 mm Cek Perhitungan Luas penampang pipa menjadi 𝐴𝐴 =

𝜋𝜋 𝑥𝑥 𝑑𝑑2

4 𝐴𝐴 =

3,14 𝑥𝑥 0,72

4

0,5 m2

Kecepatan (v) 𝑣𝑣 =

𝑄𝑄𝐴𝐴

𝑣𝑣 =0,460

0,5

0,83 m/s


Pompa Penguras Intake

Kriteria perencanaan yang digunakan adalah : • Jenis pompa sentrifugal berjumlah 2 buah dengan satu buah cadangan • Kecepatan air = 1,2 m/dtk • Faktor gesekan pipa = 0,03 • Konstanta pipa masuk = 0,5 • Konstanta pipa keluar = 1 • Konstanta bend 90º = 0,7 • Konstanta value = 0,2 • Konstanta tee = 1,5 • Panjang pipa hisab = 3,4 m • Panjang pipa tekan = 5 m • Efisiensi pompa = 75 % • Tinggi sumur pengumpul = 3 m • Lama Pengurasan = 60 menit = 3600 detik



V - 5

Tabel 6.3 Perhitungan Daya Pompa Penguras Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan

Dimensi Pipa Penguras Debit Olahan (Q) Q =

voltd

Q =11m × 11m × 3m

3600 0,10 m3/s

6 m3/menit

Pipa Penguras Asumsi 318 mm

Cek kecepatan v =

QA

v =0,10 m3

menit14 × π × (0,318 m)2

1,2 m/s OK!

Head pompa penguras Tinggi tekan (Hd) 5 m

Tinggi Hisap (Hs) 3,4 m

Kerugian gesek dalam pipa tekan (Hfd)

Hfd = f l. v2

d. 2. g Hfd = 0,03 x 5 m x (1,2 m/dtk)2 /

0,318 m x 2 m x 9,81 m/dtk2 0,035 m

Kerugian gesek dalam pipa hisap (Hfs)

Hfs = f l. v2

d. 2. g

Hfd = 0,03 x 3,4 m x (1,2 m/dtk)2 / 0,318 m x 2 m x 9,81 m/dtk2 0,023 m

Kerugian gesek akibat aksesoris pada pipa tekan (Hmd)

Hmd = n k vd2

2. g

Hmd = (1 x 0,7 x (1,2 m/dtk)2 / 2 x 9, m/dtk2) + (1 x 0,318 x (1,2 m/dtk2)/ 9,81 m/dtk2)

2,185 m

Kerugian gesek akibat aksesoris pada pipa hisap (Hms)

Hms = n k vd2

2. g

Hms = (0,5 x 0,7 x (1,2 m/dtk)2 / 2 x 9,81 m/dtk2) + (1 x 0,318 x (1,2 m/dtk2)/ 2 x 9,81 m/dtk2) + (1 x 1,5 x (1,2 m/dtk2)/ 2 x 9,81 m/dtk2)

0,158 m

Tekanan pada lubang keluar pipa masuk

k vd2

2. g

0,5 𝑥𝑥 (1,2 m/dtk)2

2 x 9,81 m/dtk2 0,037 m

Tekanan pada lubang keluar pipa keluar

k vs2

2. g

1 𝑥𝑥 (1,2 m/dtk)2

2 x 9,81 m/dtk2 0,073 m

Head pompa total (Ht)

Ht = Hd + Hs + Hfd + Hfs + Hmd + Hms + k vd

2

2.g + k vs

2

2.g

Ht = 5 + 3,4 + 0,035 + 0,023 + 2,185 + 0,158 + 0,037 + 0,073 7,911 m

Daya pompa (P) 𝑃𝑃 = 0,163 𝑥𝑥 𝑄𝑄 𝑥𝑥 𝐻𝐻𝐻𝐻 𝑥𝑥 𝛾𝛾

η 𝑃𝑃 =

0,163 𝑥𝑥 6 m3menit𝑥𝑥 7,911 𝑥𝑥 1 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑙𝑙

75 % 1,71 kwatt




V - 6

6.2 Pretreatment (Prasedimentasi)

Bak Prasedimentasi Kriteria perencanaan (Schulz-Okun, 1994): a. Efisiensi pemisahan 80 %; b. Performance bak = very good, n = 1/8 c. Surface loading (

AQ ) = (20 - 80) m3/day/m2 = 20 m3/m2.hr = 2,0.10-4 m/dt;

d. Pengurasan Lumpur = 5 menit = 300 dt; e. Waktu pengendapan = 0,5 - 4 jam; f. Kandungan lumpur 2,5 mg/l; g. Suhu (T) = 15 0C h. Viskositas kinematis (υ) = 1,14.10-6 m2/dt; i. Bilangan Froude : Fr ≥ 10-5 j. Bilangan Reynold : Re < 10000 k. P : L = (3 – 4) : 1 = 4 : 1 l. Bak direncanakan 3 buah. Data perencanaan: a. Efisiensi pemisahan : 80 % b. to / td : 1,8 (dari grafik very good) c. So : 2,0 . 10-4 m/dt d. P : L : 4 : 1 e. Re < 10000 f. Jumlah bak prasedimentasi 3 buah; g. Debit yang diolah (Q) : 0,46 m3/dt h. Debit masing-masing bak : (0,46 m3/dt)/3 = 0,15 m3/dt

Tabel 6.4 Perhitungan Dimensi Bak Prasedimentasi Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan

Perhitungan Dimensi Bak Prasedimentasi Dengan efisiensi pemisahan 80 % maka didapatkan

𝑑𝑑𝑡𝑡𝑑𝑑𝑑𝑑

= 𝑣𝑣𝑡𝑡𝐴𝐴𝑡𝑡

Vo = to/td × So

Vo = 1,8×2.10-4 m/s 3,6.10-4 m/s

Luas Bak A = 𝑄𝑄𝑉𝑉𝑉𝑉

A = 0,15𝑉𝑉𝑉𝑉

416,7 m2

Dimensi Bak A = P x L P = 4L A = 4L2

Lebar Bak 𝐿𝐿 = �

𝐴𝐴4

𝐿𝐿 = �416,7 𝑚𝑚2

4

10 m

Panjang Bak P = 4L P = 4 x 10 40 m Tinggi Bak H = P/10 H = 40/10 4 m Luas Penampang Bak

Ac = L x H Ac = 10 m x 4 m 40 m2

Kecepatan Horizontal

Vh = Q/Ac Vh = 0,15 𝑚𝑚3/𝑠𝑠40 𝑚𝑚2 0,00375 m/s

Tinggi Total Bak Htot = H+Freeboaard Htot = 4 m + 0,5 m 4,5 m



V - 7

Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan Jari-Jari Hidrolis R = 0,5H R = 0,5 x 4 2 m Check td Td = 𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑚𝑚𝑉𝑉

𝑄𝑄 Td = (40×10×4)𝑚𝑚

0,15 2,96 Jam

Bilangan Reynold Re = 𝑉𝑉ℎ×𝑅𝑅𝜗𝜗

Re = 0,00375×2 𝑚𝑚1,14.10−6𝑚𝑚2/𝑠𝑠

6.578 < 10.000

O.K

Bilangan Froud Fr = 𝑉𝑉ℎ�𝑔𝑔×𝑅𝑅

≥ 10−5 Fr = 0,00375 𝑚𝑚/𝑠𝑠

�9,81𝑚𝑚𝑠𝑠2

×2𝑚𝑚 1,36.10-3 ≥10-5 O.K

Jika salah satu bak dikuras maka 1 bak akan menampung debit 0,2 m3/dt maka dilakukan cek Re dan Fr Kecepatan Horizontal

Vh = Q/Ac Vh = 0,23 𝑚𝑚3/𝑠𝑠40 𝑚𝑚2 0,00575 m/s

Bilangan Reynold Re = 𝑉𝑉ℎ×𝑅𝑅𝜗𝜗

Re = 0,00575×2 𝑚𝑚1,14.10−6𝑚𝑚2/𝑠𝑠

10.000 O.K

Bilangan Froud Fr = 𝑉𝑉ℎ�𝑔𝑔×𝑅𝑅

≥ 10−5 Fr = 0,00575 𝑚𝑚/𝑠𝑠

�9,81𝑚𝑚𝑠𝑠2

×2𝑚𝑚 1,29.10-3 ≥10-5 O.K


Inlet Kriteria perencanaan (Schulz-Okun, 1994): a. Perbandingan Qorifice terdekat dengan terjauh ≥ 95 %; b. Diameter orifice = 0,1 m = 10 cm; c. Perbandingan tinggi muka air terdekat dengan terjauh = 0,01 m = 1 cm; d. Kecepatan inlet cabang = 1 m/dtk. Data perencanaan: a. Qmaks : 0,46 m3/dt b. v : 1 m/dt c. v orifice : 0,2 m/dt d. Jumlah orifice : 12 buah, 1 bak 4 orifice

Tabel 6.5 Perhitungan Inlet Prasedimentasi Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan

Dimensi pipa inlet cabang Q = (0,46 m3/dt)/3 = 0,15 m3/dt

Luas penampang pipa (A)

𝐴𝐴 = 𝑄𝑄𝑣𝑣

𝐴𝐴 = 0,15 m3/ dtik

1 𝑚𝑚/𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑

0,15 m2



𝑑𝑑 = �4 𝑥𝑥 0,15

3,14

0,437 m

D pasaran 450 mm Cek Perhitungan


𝑄𝑄𝐴𝐴

𝑣𝑣 = 0,151/4×𝜋𝜋×0,452

0,94 m/s

Dimensi pipa inlet utama Luas penampang pipa (A)


𝐴𝐴 = 0,46 m3/ dtik


0,46 m2



V - 8

Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan Diameter pipa (d) 𝑑𝑑 = �


𝑑𝑑 = �4 𝑥𝑥 0,46

3,14

0,76 m

D pasaran 750 mm Cek Perhitungan


𝑄𝑄𝐴𝐴

𝑣𝑣

=0,46

1/4 × 𝜋𝜋 × 0,752

1,0 m/s…OK

Dimensi Flume Luas penampang (A) 𝐴𝐴 =

𝑄𝑄𝑣𝑣

𝐴𝐴 = 0,15 m3/ dtik


0,75 m2

Dimensi A = L × H L = H A = L2

𝐿𝐿 = �0,75 𝑚𝑚2 0,9 m


𝑄𝑄𝐴𝐴

𝑣𝑣 =0,46

0,75 𝑚𝑚2 0,6 m/s…OK

Headloss orifice Flume dilengkapi dengan 12 orifice (4 orifice pada 1 bak) Kecepatan orifice = 0,2 m/s Debit Tiap Orifice

Qbak = Q/4 𝑄𝑄𝑄𝑄

= 0,15 m3/ dtik

4

0,0375 m3/s

Luas Orifice 𝐴𝐴𝑡𝑡𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴𝐴𝐴 = 𝑄𝑄𝑡𝑡𝐴𝐴𝑣𝑣𝑡𝑡𝐴𝐴

𝐴𝐴𝑡𝑡 = 0,0375 𝑚𝑚3/𝐴𝐴

0,2 𝑚𝑚/𝐴𝐴

0,1875 m2

Diameter 𝑑𝑑 = �


𝑑𝑑 = �4 𝑥𝑥 0,1875

3,14

0,244 = 244 ~ 250

mm

Jarak antar orifice

𝐿𝐿𝑉𝑉𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿 𝐿𝐿𝐿𝐿𝑏𝑏−(𝑗𝑗𝑚𝑚𝑉𝑉 𝑉𝑉𝐿𝐿𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝐴𝐴𝑉𝑉×𝑑𝑑 𝑉𝑉𝐿𝐿𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝐴𝐴𝑉𝑉𝑗𝑗𝑚𝑚𝑉𝑉 𝑉𝑉𝐿𝐿𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝐴𝐴𝑉𝑉

10 − (4 × 0,25)4

2,25 m

Jarak orifice dengan dinding

½ × jarak antar orifice ½ × 2,25 m 1,125 m

Headloss orifice ke-1

Q = 0,72×A×(2×g×h)1/2

ℎ = � 𝑄𝑄0,72×𝐴𝐴

× 12.𝑔𝑔

ℎ = � 0,0375 𝑚𝑚3/𝑠𝑠

0,72×0,1875 𝑚𝑚2

× 12.9,81

0,0039 m

Rasio aliran orifice pertama dengan orifice keempat 95 % Q4 = 0,0375 m3/dt x 0,95 = 0,0356 m3/dt Headloss orifice ke-4

Q = 0,72×A×(2×g×h)1/2

ℎ = � 𝑄𝑄0,72×𝐴𝐴

× 12.𝑔𝑔

ℎ = � 0,0356 𝑚𝑚3/𝑠𝑠

0,72×0,1875 𝑚𝑚2

× 12.9,81

0,0035 m

Berarti muka air dalam flume turun dari tengah ke tepi adalah (0,0039 m – 0,0035 m) = 0,0004 m = 0,04 cm Jika dilakukan pengurasan salah satu bak, maka debit menjadi 0,2 m3/dt Debit Tiap Orifice

Qbak = Q/8 𝑄𝑄𝑄𝑄 =

0,15 m3𝐴𝐴

8

0,025 m3/s

Luas Orifice 𝐴𝐴𝑡𝑡𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴𝐴𝐴 = 𝑄𝑄𝑡𝑡𝐴𝐴𝑣𝑣𝑡𝑡𝐴𝐴

𝐴𝐴𝑡𝑡 = 0,0375 𝑚𝑚3/𝐴𝐴

0,2 𝑚𝑚/𝐴𝐴

0,1875 m2

Check Kecepata Orifice

𝑣𝑣𝑡𝑡𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴𝐴𝐴 = 𝑄𝑄𝑉𝑉𝐿𝐿𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝐴𝐴𝑉𝑉𝐴𝐴𝑉𝑉𝐿𝐿𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝐴𝐴𝑉𝑉

𝑣𝑣𝑡𝑡𝐴𝐴 =

0,025𝑚𝑚3𝑠𝑠

0,1875 𝑚𝑚2 0,13 m/s

<3 m/s. OK



V - 9

Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan Headloss orifice ke-1

Q = 0,72×A×(2×g×h)1/2

ℎ = � 𝑄𝑄0,72×𝐴𝐴

× 12.𝑔𝑔

ℎ = � 0,025 𝑚𝑚3/𝑠𝑠

0,72×0,1875 𝑚𝑚2

× 12.9,81

0,0017 m

Rasio aliran orifice pertama dengan orifice keempat 95 % Q4 = 0,025 m3/dt x 0,95 = 0,023 m3/dt Headloss orifice ke-4

Q = 0,72×A×(2×g×h)1/2

ℎ = � 𝑄𝑄0,72×𝐴𝐴

× 12.𝑔𝑔

ℎ = � 0,023 𝑚𝑚3/𝑠𝑠

0,72×0,1875 𝑚𝑚2

× 12.9,81

0,0014 m

Berarti muka air dalam flume turun dari tengah ke tepi adalah (0,0017 m – 0,0014 m) = 0,0003 m = 0,03 cm


Ruang Lumpur Kriteria perencanaan (Schulz-Okun, 1994): a. Pengurasan dilakukan 1 kali 30 hari (td = 30 hari); b. Kandungan Lumpur 0,5%-2% c. Ruang Lumpur direncanakan untuk debit 0,15 m3/dt; d. Waktu pengurasan 10 menit = 600 detik; e. Kecepatan pipa penguras = 0,6 m/dt; f. Qunderdrain = (0,1%-0,2%)Qmax. Data perencanaan: a. % Lumpur = 2% b. Qmaks = 0,15 m3/dt c. td = 30 hr = 86400 det x 30 hr = 2.592.000 det d. Qunderdrain = (0,2%)Qmax

Tabel 6.6 Perhitungan Ruang Lumpur Prasedimentasi Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan

Qunderdrain = 0,2% x 0,15 m3/dt = 0,0003 m3/dt Volume Lumpur

V = %lumpur×Q×td V=2%×0,0003 m3/s×30 hr×86400 dt/hr

15,6 m3

Volume Lumpur = Volume Limas V.Lumpur V.lumpur = 1/3×As×T

T = 3×vol,lumpur𝐴𝐴𝑠𝑠

T = 3×15,6 𝑚𝑚3

10 ×10 𝑚𝑚 0,8 m



𝐴𝐴 = 0,15 m3/ dtik


0,1875 m2



𝑑𝑑 = �4 𝑥𝑥 0,1875

3,14

0,488 m

D pasaran 500 mm Sumber: Perhitungan Tugas Besar TPAM dan PBPAM, 2014



V - 10

Outlet Kriteria perencanaan(Schulz-Okun, 1994): a. Menggunakan V-notch 90o; b. Jarak antar V-notch = 20 cm; c. Lebar pelimpah = 30 cm; d. Lebar saluran pengumpul= 30 cm; e. Weir loading = 2,84 . 10-3 m3/m.dt Data perencanaan: a. Qmaks = 0,15 m3/dt b. Weir loading = 2,84 . 10-3 m3/m.dt c. Lebar saluran pengumpul= 30 cm d. Lebar pelimpah = 30 cm

Tabel 6.7 Perhitungan Outlet Prasedimentasi Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan

Saluran Pelimpah Panjang Pelimpah Total 1 bak (Ptot)

𝑃𝑃𝑑𝑑𝑡𝑡𝑑𝑑 = 𝑄𝑄 𝑢𝑢𝑑𝑑𝑑𝑑 1𝑄𝑄𝑏𝑏𝑑𝑑𝑤𝑤𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴 𝑙𝑙𝑡𝑡𝑏𝑏𝑑𝑑𝑑𝑑𝑙𝑙𝑙𝑙

= 0,15 𝑚𝑚3/𝐴𝐴

2,84. 10−3 𝑚𝑚3/𝐴𝐴

52,8 = 53 m

Jumlah saluran pelimpah (N)

N = P/2w’ w’ = (w – lebar sal.pengumpul)

w’ = (10-0,3)m N = 53 m/ 2×9,7 m

9,7 2,7 = 3

m buah

Panjang 1 saluran pelimpah

P = P/jml pelimpah Ctt : 1 Saluran = 2 Pelimpah Maka 3 Saluran = 3 pelimpah

P = 53 m/6 8,8 = 9,7 m

Tinggi saluran pelimpah

Luas pelimpah A = 𝑄𝑄𝑉𝑉𝑉𝑉

A = 0,15 𝑚𝑚3/𝑠𝑠0,2 𝑚𝑚/𝑠𝑠

0,75 m2

Dimensi A = L x T L = T A = L2

Tinggi Pelimpah 𝐿𝐿 = √𝐴𝐴 𝐿𝐿 = �0,75 𝑚𝑚2 0,9 m

Jarak antar saluran pelimpah

𝑃𝑃𝐻𝐻𝑉𝑉𝐻𝐻−(2×𝑉𝑉𝑉𝑉𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿 𝑠𝑠𝐿𝐿𝑉𝑉.𝑝𝑝𝑉𝑉𝑜𝑜𝑚𝑚𝑝𝑝ℎ)

(𝑛𝑛 𝑠𝑠𝐿𝐿𝑉𝑉.𝑝𝑝𝑉𝑉𝑉𝑉𝑜𝑜𝑚𝑚𝑝𝑝𝐿𝐿ℎ+1)

(53 𝑚𝑚−(2×0,3 𝑚𝑚))(6+1)

7,45 = 7,5 m

V-notch Jumlah V-notch (n)

n = (w’ / jarak antar v-notch) x jumlah pelimpah

n = (9,7 m / 0,2 m) x 6 buah

291 buah

Q pd V-notch (q) Q =

𝑄𝑄𝐻𝐻𝑜𝑜𝐿𝐿𝑝𝑝 𝐿𝐿𝐿𝐿𝑏𝑏𝑛𝑛

Q = 0,15 𝑚𝑚3/𝑠𝑠

291

0,00051 m3/s

Tinggi air pada V-notch

Q tiap V-notch = 1,417 H5/2

H = (q/1,417)2/5 H = (0,00051 m3/s /1,417)2/5

0,04 m

Jika 1 bak dikuras atau diperbaiki, Q = 0,2 Check weir loading

= Q/P 0,3 m3/s : 53 m 0,0027 m3/m.s

Check tinggi air tiap V-notch



V - 11

Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan Q pd V-notch (q) Q =

𝑄𝑄𝑛𝑛

Q = 0,2 𝑚𝑚3/𝑠𝑠291

0,00069 m3/s

Tinggi air pada V-notch

Q tiap V-notch = 1,417 H5/2

H = (q/1,417)2/5 H = (0,00069 m3/s /1,417)2/5

0,047 m

Saluran Pengumpul Tinggi saluran pengumpul A =

𝑄𝑄𝑉𝑉𝑉𝑉

A = 0,15 𝑚𝑚3/𝑠𝑠0,2 𝑚𝑚/𝑠𝑠

0,75 m2

A = L x T L = T A = L2

𝐿𝐿 = √𝐴𝐴 𝐿𝐿 = �0,75 𝑚𝑚2 0,9 m Cek untuk Q = 0,2 m3/dt (jika salah satu bak dikuras) Kecepatan (v)

𝑣𝑣 = 𝑄𝑄𝐴𝐴

𝑣𝑣 = 0,21/4×𝜋𝜋×0,752

0,45 m/s…OK. < 6 m/s

Panjang saluran pengumpul

= (N x lebar saluran pelimpah) + (N x jarak antar saluran pelimpah)

= (3 x 0,3 m) + (3 x 7,5 m) 23,4 m

Dimensi bak pengumpul Td = 5 mnt = 300 dt, H = 1 m (Asumsi) Volume (V) V = Q x td 0,15 m3/s x 300 dt 45 m3 Lebar (L) L = A/p L = 45 m2/10 m 4,5 m Dimensi Pipa Keluar



𝐴𝐴 = 0,15 m3/ dtik


0,15 m2



𝑑𝑑 = �4 𝑥𝑥 0,15

3,14

0,437 m

D pasaran 450 mm Sumber: Perhitungan Tugas Besar TPAM dan PBPAM, 2014

6.3 Koagulasi Kriteria perencanaan (Darmasetiawan,2004): a. Menggunakan sistem hidrolis (terjunan) dengan persamaan Thomson sudut

90° b. Rentang Gradien (G) = (200 – 1200)/dtk c. Detention time, td = (30 – 120) det; d. Viskositas kinematis (v) = 0,8975 x 10-6 m2/det; e. Kondisi aliran = Nre > 10000 f. Konsentrasi koagulan = 5 – 50 mg/l.

Kriteria terpilih a. Detention time, td = 60 dtk b. Konsentrasi koagulan = 40 mg/l c. Debit (Qmaks) = 0,46 m3/dtk d. Gaya gravitasi = 9,81 m/dtk2 e. Direncanakan 3 bak dengan masing-masing Q = 0,15 m3/dtk f. Tinggi bak = 1 m g. Perbandingan p : l = 2 : 1



V - 12

Tabel 6.8 Perhitungan Dimensi Bak Koagulasi Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan

h ( headloss) 𝑄𝑄 =1,417 𝑥𝑥 ℎ5/2

0,46 = 1,417 𝑥𝑥 ℎ5/2 63,7 cm

Cek nilai G 𝐺𝐺 = �

𝑙𝑙 𝑥𝑥 ℎ

dt×υ 𝐺𝐺 = �

9,81 𝑚𝑚𝐴𝐴2 × 0,673𝑚𝑚

0,8975. 10−6 × 60 𝐴𝐴

340,65 /dtik

Volume ( V) V= Q x td

V = = 0,15 m3/dtk x 60 dtk 9 m3

Tinggi bak (h) Asumsi = 1 m Luas ( A ) A = V/h A = 9 m3/1m = 9 m2 P : L ( 2 : 1) Lebar ( L) A = P x L A = P x L

9 m2 = 2L xL 2L2 = 12m2

2,12 M

Panjang 2 L 2 x 2,12 4,24 m Perhitungan Terjuanan Tinggi terjunan ( h)

ℎ = 𝜗𝜗×𝐻𝐻𝑑𝑑×𝐺𝐺2

𝑔𝑔 ℎ =

0,8975. 10−6 × 60 𝐴𝐴 × 340,652

9,81 𝑚𝑚𝐴𝐴2

0,63 m

Dimensi: P = 4,24 m L= 1,12 m h = 1 m

Luas 1 = P x h Luas 2 = P x L L Total = LI + LII

= 2,12 m x 1 m = 4,24 m x 1,12 m = 2,12 m+ 4,74 m

2,12 4,74 6,86

m m m

V aliran Qmax/A = 0,46 m3/s : 6,86 m2 0,06 m Cek aliran pada terjunan v = 0,11 m/dtk υ = 1,31 x 10-

6 m2/dtk

R= 0,5 H

𝑅𝑅𝐴𝐴 = 𝑣𝑣 × 𝑅𝑅𝜗𝜗

R = 0,5 (1)

𝑅𝑅𝐴𝐴 = 0,11𝑚𝑚𝐴𝐴 × 0,5𝑚𝑚

0,8975. 10−6 𝑚𝑚2/𝐴𝐴

0,5 61.281,33 >10000

m

Dimensi Pipa Outlet kecepatan air dalam pipa 0,6 m/det Luas permukaan pipa outlet ( A)


𝐴𝐴 = 0,460,6

0,767 m

Diameter pipa outlet (D) D = �

𝐴𝐴14𝜋𝜋

D = �0,76714( 3,14)

0,988 m

Diameter dipasaran

600 mm


6.4 Flokulasi Kriteria perencanaan (Kawamura,1991): a. G = 10-70 /det b. Td = 20-30 menit c. Kedalaman air (H) minimal 1 m d. Tahap flokulasi minimal 2 tahap e. Vbelokan minimal 0,25 m/det f. jarak baffle min 0,75 m g. headloss total flokulasi antara 0,3048-0,6096 m ( 1-2 ft)



V - 13

Kriteria terpilih: a. Sistem yang digunakan adalah Baffle Channel b. Untuk suhu air 15oC diketahui:

µ= 0,001145 kg/ms ρ= 999,1 kg/m3

ν = 1,146 610−× m2/det

c. Debit (Qmax) = 0,46 m3/det d. Td total = 1200 dtk e. Menggunakan aliran vertical f. Koefisien kekasaran (f) = 0,03 g. Tinggi bak 1 m h. Asumsi lebar saluran 2,2 m i. Flokulasi dalam 3 komp dengan;

Komp I : G = 37/det, td = 240 dtk Komp II : G = 20/det, td = 360 dtk Komp III : G = 12/det, td = 600 dtk

j. Diamter pipa inlet = diameter pipa outlet koagulasi = 650 mm

Tabel 6.9 Perhitungan Bak Flokulasi Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan Volume bak untuk ketiga kompartemen (V)

V= td x Q 𝑉𝑉 = 1200 𝑑𝑑𝐴𝐴𝑑𝑑 𝑥𝑥 0,46 m3/det 552 m3

Asumsi panjang (p) bak = 20 m Lebar bak ( L )

𝐿𝐿 = 𝑣𝑣𝑝𝑝𝑥𝑥ℎ

𝐿𝐿 = 552 𝑚𝑚2

20 𝑚𝑚 𝑥𝑥 1 𝑚𝑚

27,6 m

Lebar tiap komp (L komp)

𝐿𝐿 𝑑𝑑𝑡𝑡𝑚𝑚𝑝𝑝

= 𝐿𝐿 𝑄𝑄𝑏𝑏𝑑𝑑 𝑚𝑚

𝐽𝐽𝑢𝑢𝑚𝑚𝑙𝑙𝑏𝑏ℎ 𝑑𝑑𝑡𝑡𝑚𝑚𝑝𝑝

𝐿𝐿 𝑑𝑑𝑡𝑡𝑚𝑚𝑝𝑝 = 27,6 𝑚𝑚

3

9,2 m

Untuk Kompartemen I Q = 0,15 m3 Jumlah baffle (n)

𝑙𝑙

=

⎣⎢⎢⎢⎡

2. 𝜇𝜇. 𝑑𝑑𝑑𝑑𝜌𝜌(1,44 + 𝐴𝐴)

𝑥𝑥 �𝐻𝐻.𝜌𝜌.𝐺𝐺𝑄𝑄

�2

⎦⎥⎥⎥⎤1/3

𝑙𝑙

=

⎣⎢⎢⎢⎢⎡2𝑥𝑥 0,001145 𝑑𝑑𝑑𝑑

𝑚𝑚𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑥𝑥 240

999,1 𝑑𝑑𝑙𝑙𝑚𝑚3(1,44 + 0,33)

𝑥𝑥 �1𝑚𝑚 𝑥𝑥20𝑚𝑚 𝑥𝑥37/𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑

0,15𝑚𝑚3/𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑�2

⎦⎥⎥⎥⎥⎤21/3

20,88 = 21

buah

Jarak antar baffle

= p/n = 20 𝑚𝑚

21 𝑄𝑄𝑢𝑢𝑏𝑏ℎ

0,95 m

Small Opening

= 5% x 1,18 m 0,0475 m

Kehilangan tekanN ( headloss)

ℎ = 𝜇𝜇. 𝑑𝑑𝑑𝑑𝜌𝜌.𝑙𝑙

𝑥𝑥𝐺𝐺2 ℎ =0,001145 𝑘𝑘𝑘𝑘

𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑘𝑘𝑥𝑥 360𝑑𝑑𝐻𝐻𝑏𝑏999,1𝑘𝑘𝑘𝑘𝑚𝑚3 𝑥𝑥 9,81 𝑚𝑚/𝑑𝑑𝐻𝐻𝑏𝑏

𝑥𝑥 ( 37𝑑𝑑𝐻𝐻𝑏𝑏

)2 0,038 m



V - 14

Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan Untuk Kompartemen II Q = 0,15 m3/det Jumlah baffle (n)

𝑙𝑙

=

⎣⎢⎢⎢⎡

2. 𝜇𝜇. 𝑑𝑑𝑑𝑑𝜌𝜌(1,44 + 𝐴𝐴)

𝑥𝑥 �𝐻𝐻.𝜌𝜌.𝐺𝐺𝑄𝑄

�2

⎦⎥⎥⎥⎤1/3

𝑙𝑙

=

⎣⎢⎢⎢⎢⎡2𝑥𝑥 0,001145 𝑑𝑑𝑑𝑑


999,1 𝑑𝑑𝑙𝑙𝑚𝑚3(1,44 + 0,33)

𝑥𝑥 �1𝑚𝑚 𝑥𝑥20𝑚𝑚 𝑥𝑥20/𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑


⎦⎥⎥⎥⎥⎤21/3

15,86 = 16

buah

Jarak antar baffle

= 20 m / 16 buah 1,25 m

Small Opening

= 5% x 1,25 m 0,0625 m






)2 0,0168 m

Untuk Kompartemen III Q = 0,15 m3/det Jumlah baffle (n)

𝑙𝑙

=

⎣⎢⎢⎢⎡

2. 𝜇𝜇. 𝑑𝑑𝑑𝑑𝜌𝜌(1,44 + 𝐴𝐴

𝑥𝑥 �𝐻𝐻. 𝑝𝑝.𝐺𝐺𝑄𝑄

�2

⎦⎥⎥⎥⎤1/3

𝑙𝑙

=

⎣⎢⎢⎢⎢⎡2𝑥𝑥 0,001145 𝑑𝑑𝑑𝑑


999,1 𝑑𝑑𝑙𝑙𝑚𝑚3(1,44 + 0,33)

𝑥𝑥 �1𝑚𝑚 𝑥𝑥20𝑚𝑚 𝑥𝑥 12/𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑


⎦⎥⎥⎥⎥⎤21/3

13 buah

Jarak antar baffle

= 20 m / 13 buah 1,54 m

Small Opening

= 5% x 1,54 m 0,077 m






)2 0,0100 m

Headloss total

= (0,038 + 0,0168 + 0,0100) m 0,0648 m

Pipa Outlet Pipa oulet cabang

Kecepatan aliran (va) 𝑣𝑣𝑏𝑏 =

𝑄𝑄𝑑𝑑 𝑥𝑥𝑄𝑄

𝑣𝑣𝑏𝑏 = 0,15𝑚𝑚3/𝑑𝑑𝑑𝑑

1𝑚𝑚 𝑥𝑥 1,54 𝑚𝑚

0,097 m/dt

Diameter pipa outlet masing-masing kompartemen

𝐴𝐴 =𝑄𝑄𝑣𝑣

D = �𝐴𝐴14𝜋𝜋

𝐴𝐴 =0,15 𝑚𝑚3/𝑑𝑑𝑑𝑑

0,097

D = �1,55

14(3,14)

1,55 1400

m2

mm

Pipa outlet utama

Diameter pipa outlet utama

𝐴𝐴 =𝑄𝑄𝑣𝑣

D = �𝐴𝐴14𝜋𝜋

𝐴𝐴 =0,46 𝑚𝑚3/𝑑𝑑𝑑𝑑

0,097

D = �4,74

14(3,14)

4,74 2460

m2

mm Sumber: Perhitungan Tugas Besar TPAM dan PBPAM, 2014



V - 15

6.5 Sedimentasi

6.6 Filtrasi

6.7 Ion Exchange

6.8 Desinefeksi

6.9 Reservoir



BAB VI

Documents

Transcript of BAB VI