Lampiran AB Adg - Copy

LAMPIRAN C

DETAIL PERHITUNGAN

I. Unit Preliminary Treatment

1.1 Saluran Pembawa

1. Data

a. Qmd tahap I = 0,491 m3/detik;

b. Qmd tahap II = 0,620 m3/detik;

c. Qmd tahap III = 0,776 m3/detik

2. Kriteria desain dan desain terpilih

Kriteria desain dan desain terpilih untuk saluran pembawa dapat dilihat pada Tabel C.1.

Tabel C.1 Kriteria Desain Saluran Pembawa

Kriteria Desain Range Desain TerpilihKoefisien Manning (n) untuk beton 0,011 – 0,015 0,015

Kecepatan minimum aliran pada saluran (vmin) 0,381 m/dt 1,07

Kecepatan air dalam saluran (v) 0,5 – 2 m/dt 1,7 m/dtSumber : Metcalf dan Eddy, 1991

Beberapa keterangan tambahan untuk desain terpilih desain terpilih:

a. Slope = 0,006;

b. Bentuk saluran = Persegi panjang

3. Perhitungan

Pipa outlet (Qmd = 0,491 m3/detik)

Q = v x A

0,491 m3/detik = 1,7 m/detik x A

A = 0,491 m2

D = 0,606 m = 606 mm Dpasaran = 600 mm

Cek kecepatan

v = Qmd/A

= 0,491 m3/detik /

14

π 0,602

= 1,74 m/detik

Cek kecepatan pipa tahap II

v = Qmd /A

= 0,620 m3/detik /

14

π 0,602

= 2,19 m/detik .... OK (v dalam pipa = 0,6-3 m/detik)

C-1

Cek kecepatan pipa tahap III

v = Qmd /A

= 0,776 m3/detik /

14

π 0,602


a. Perhitungan Tahap I

1) Across = Qmd

v

= 0,491 m3/dtk

1,7 m/dtk

= 0,289 m2

Across = L x h

= 2h2

0,289 m2 = 2h2

h = 0,38 m

L = 2 x 0,38 m = 0,76 m

Cek vmaks:

v maks = 1/n x R2/3 x S1/2

= 1/n x ((L x h)/(L + 2h))2/3 x S ½

=

10,015

× [0,38 m × 0,76 m0,76 m+ (2 × 0,38 m ) ]

23× 0,006

12

= 1,71 m/dtk (0,5 – 2 m/dtk) ......... OK!!

2) Cek kecepatan pada saat Qmin

Qmin =

1n× R2/3 × S1/2 × A

Qmin =

1n (L × h'

L + 2h' )2/3

× 0,0061/2 ( L × h' )

0,187 =

10 ,015 ( 0 , 76 h '

0 , 76+2 h ' )2/3×0 , 0061/2 (0 , 76 h ' )

Menggunakan metoda try & error didapatkan:

h’ = 0,189 m

v =

Q min

A min =

0,187 m3/dt(0,76 × 0,189 ) m

= 1,30 m/dt(0,5 – 2 m/dtk) ...... OK !!

C-2

Gambar C.1 Saluran Pembawa Air Buangan Tahap I

b. Perhitungan Tahap II

1) Across = Qmd

v

= 0,620 m3/dtk

1,7 m/dtk

= 0,365 m2

Across = L x h

= 2h2

0,365 m2 = 2h2

h = 0,43 m

L = 2 x 0,43 m = 0,86 m

Cek vmaks:

v maks = 1/n x R2/3 x S1/2

= 1/n x ((L x h)/(L + 2h))2/3 x S ½

=

10,015

× [0,86 m × 0,43 m0,86 m+ (2 × 0,43 m ) ]

23× 0,006

12

= 1,85 m/dtk (0,5 – 2 m/dtk) ......... OK!!


Qmin =

1n× R2/3 × S1/2 × A

Qmin =

1n (L × h'

L + 2h' )2/3

× 0,006 1/2

(L × h' )

0,

236 =

10 ,015 ( 0 , 86h '

0 , 86+2h ' )2/3×0 , 0061/2 (0 , 86h ' )

C-3

Across = 0,289 m2

0,76 m

h = 0,38 mh’ = 0,189 m


h’ = 0,200 m

v =

Q min

A min =

0,236 m3/dt(0,86 × 0,200 ) m

= 1,37 m/dt(0,5 – 2 m/dtk) .....OK !!

Gambar C.2 Saluran Pembawa Air Buangan Tahap II

c. Perhitungan Tahap III1) Across = Qmd

v

= 0,776 m3/dtk

1,7 m/dtk

= 0,456 m2

Across = L x h

= 2h2

0,456 m2 = 2h2

h = 0,48 m

L = 2 x 0,48 m = 0,96 m

Cek vmaks:

v maks = 1/n x R2/3 x S1/2

= 1/n x ((L x h)/(L + 2h))2/3 x S ½

=

10,015

× [0,96 m × 0,48 m0,96 m+ (2 × 0,48 m ) ]

23× 0,006

12

= 1,99 m/dtk (0,5 – 2 m/dtk) ........OK!!


Qmin =

1n× R2/3 × S1/2 × A

Qmin =

1n (L × h'

L + 2h' )2/3

× 0,006 1/2

(L × h' )

C-4

Across = 0,365 m2

0,86 m

h = 0,43 mh’ = 0,200 m

0,295 =

10 ,015 ( 0 , 96h '

0 , 96+2 h' )2/3×0 , 0061/2 (0 , 96h ' )


h’ = 0,213 m

v =

Q min

A min =

0,295 m3/dt(0,96 × 0,213 ) m

= 1,44 m/dt

(0,5 – 2 m/dtk) .....OK !!

Gambar C.3 Saluran Pembawa Air Buangan Tahap III

Cek dimensi yang digunakan berdasarkan tahap yang terpilih yaitu Tahap III:

a. Ke Tahap I

v =Qmax

A=

0,491 m3 /dt(0, 96 ×0, 48 ) m

= 1,07 m/dt …………………OK

b. Ke Tahap II

v =Qmax

A=

0, 620 m3 /dt(0, 96 ×0, 48 ) m

= 1,35 m/dt …………………OK

c. Ke Tahap II

v =Qmax

A=

0, 776 m3 /dt(0, 96 ×0, 48 ) m

= 1,68 m/dt …………………OK

Maka dimensi Saluran Pembawa yang digunakan adalah : dimensi Tahap III

Gambar C.4 Saluran Pembawa Air Buangan yang digunakan

1.2 Bar ScreenC-5

Across = 0,456 m20,48 m

0,43 m

0,38 m

0,213 m

0,200 m

0,189 m

Across = 0,456 m2

0,96 m

h = 0,48 mh’ = 0,213 m

0,96 m

1. Data





Kriteria desain dan desain terpilih bar screen dapat dilihat pada Tabel C.2.

Tabel C.2 Kriteria Desain Bar screen

Kriteria Desain Range Desain Terpilih

Faktor bentuk ()* O

Tear shape

1,792,421,831,670,76

2,42

Jarak bukaan antar screens (b) 25,4–50,8 mm atau 1-2 in 30 mmLebar penampang batang () 5,08 –15,24 mm atau 0,2-0,6 in 10 mmSudut antara kisi-kisi dengan bidang horizontal ()

30 – 45o 300

Kecepatan aliran air (vs) (0,5 – 2) m/dtk 1 m/dtkKedalaman (h) (25,4 – 38,1) mm 30 mmHead loss (HL) ≤ 152,4mmSumber: C.C. Lee & Shun Dar Lin , 2007

3. Perhitungan

a. Perhitungan Tahap I

1) Surface area (Across)

Across =

Qmd

v =

0,491 m3 /dt1,7 m/dt

= 0,289 m2

2) Tinggi air (Y1)

Y1 =

Across

L =

0,289 m2

0,96 m = 0,30 m

3) Panjang batang (Y’)

Y’ =

Y 1

sin θ =

0,301 msin 30

= 0,60 m

4) Jumlah batang (n)

L = n x + (n + 1) b

0,96 m = n x 0,01 + (n + 1) 0,03

0,96 m = 0,01 n + 0,03 n + 0,03

n = 24 batang

5) Bukaan total (btotal)

btotal = L – n x C-6

= 0,96 m – (24 x 0,01)

= 0,72 m

6) Luas bukaan total (Atotal)

Atotal = Y’ x btotal

= 0,60 m x 0,72 m

= 0,432 m2

7) Cek terhadap kecepatan

vmaks =

Qmd

A total

= 0,491 m3 /dt0,432 m2

= 1,14 m/dt(0,5 - 2m/dtk)........OK !!

8) Headloss sebelum bar (Hv)

vmaks = √2 × g × Hv = √2 × 9,81 m/dt2× Hv

1,14 m/dtk = (19,62 Hv)

Hv = 0,066 m

9) Headloss total (Hlttl)

Hlttl = ( / b)4/3 Hv sin

= 2,42( 0 , 01

0 , 03 )4/3

× 0,066 m × sin 30

= 0,01846 m = 18,46 mm <152,4 mm ................ OK !!

10) Tinggi muka air setelah melewati bar (Y2)

Y2 = Y1 - Hlttl

= 0,30 m – 0,01846 m

= 0, m

b. Perhitungan Tahap II


Across =

Qmd

v =

0,620 m3 /dt1,7 m/dt

= 0,365 m2

2) Tinggi air (Y1)

Y1 =

Across

L =

0,365 m2

0,96 m = 0,38 m


Y’ =

Y 1

sin θ =

0,38 msin 30

= 0,76 m

C-7


L = n x + (n + 1) b

0,96 m = n x 0,01 + (n + 1) 0,03

0,96 m = 0,01 n + 0,03 n + 0,03

n = 24 batang


btotal = L – n x

= 0,96 m – (24 x 0,01)

= 0,72 m



= 0,76 m x 0,72 m

= 0,55 m2


vmaks =

Qmd

A total

= 0,620 m3 /dt0,55 m2

= 1,13 m/dt (0,5 - 2m/dtk)........OK !!


vmaks =

1,13 m/dtk = (19,62 Hv)

Hv = 0,065 m



= 2,42( 0 , 01

0 , 03 )4/3

× 0,065 m × sin 30

= 0,01818 m = 18,18 mm <152,4 mm ................ OK !!


Y2 = Y1 - Hlttl

= 0,38 m – 0,01818 m

= 0,362 m

c. Perhitungan Tahap III


C-8

Hv m/dt 9,81 2 Hv g 2 2

Across =

Qmd

v =

0,776 m3 /dt1,7 m/dt

= 0,456 m2

2) Tinggi air (Y1)

Y1 =

Across

L =

0,456 m2

0,96 m = 0,475 m


Y’=

Y 1

sin θ =

0,475 msin 30

= 0,95 m


L = n x + (n + 1) b

0,96 m = n x 0,01 + (n + 1) 0,03

0,96 m = 0,01 n + 0,03 n + 0,03

n = 24 batang


btotal = L – n x

= 0,96 m – (24 x 0,01)

= 0,72 m



= 0,95 m x 0,72 m

= 0,684 m2


vmaks =

Qmd

A total

= 0,776 m3 /dt0,684 m2

= 1,13 m/dtk (0,5 - 2m/dtk)........OK !!


vmaks =

1,13 m/dtk = (19,62 Hv)

Hv = 0,065 m



= 2,42( 0 , 01

0 , 03 )4/3

× 0,065 m × sin 30

= 0,01818 m = 18,18 mm <152,4 mm ................ OK !!

C-9

Hv m/dt 9,81 2 Hv g 2 2


Y2 = Y1 - Hlttl

= 0,475 m – 0,01818 m

= 0,457 m

1.3 Grit Chamber

1. Data





Kriteria desain dan desain terpilih untuk grit chamber dapat dilihat pada Tabel C.3.

Tabel C.3 Kriteria Desain Grit Chamber

Parameter Range Tipical

1. Waktu detensi2. Dimensi

a. Kedalaman (h)b. Lebal (L)c. Lebar:Kedalamand. Panjange. Panjang : Lebar

3. Suplay Udara4. Debit5. Letak diffuser6. Kecepatan7. Transverse roll8. Across bottom9. Quantity of grit

120-300 dt

2-5 m2,5-7 m1:1-5:17,5 – 27,5 m2,5 :1 – 5:1

0,0019 -0,0125 m3/s . m0,6-1m diatas dasar bak

0,6-0,45 m/s0,03-0,45 m/s0,004-0,2 m3 / 1000 m3 of flow

250 dt

1,5 : 1

Sumber : Davis, 2003

3. Perhitungana. Perhitungan Tahap I

Perhitungan Dimensi dan Periode Pengurasan

1) Volume Grit Chamber

V = Qmaks x td

= 0,491 m3/dt x 250 dt

= 122,75 m3

2) Dimensi Grit

Berdasarkan kriteria disain pada Tabel C.3 diambil d = 2,5 m dan L = 5 m

Maka Panjang:

P = V/(d x L)

= 122,75 m3/ (2.5 m x 5 m)C-10

= 9,82 m = 15,5 m (memenuhi kriteria 7,5 - 27,5 m)

3) Check Rasio

L : d = 2 : 1 …..Ok

P : L = 3,1 : 1……Ok

Grit Chamber dirancang 2 buah bak. Hal ini berguna agar pada saat perawatan bak air

di bak yang dikuras dapat dialihkan ke bak yang satunya lagi. Kedua bak ini memiliki

dimensi yang sama. Volume air buangan dalam satu bak yaitu 122,75 m3/2 = 61,34

m3.

4) Perhitungan suplai udara yang dibutuhkan

Suplai udara (Q udara) = 0,0019 m3/dt . m x 15,5 m

= 0,0295 m3/dt

5) Power (P)

Berat jenis gas (γ) = 1,293 kg/m3

H = π NR2

60 g(

π NR 2

60 -

Q Cot ( β2)2 πR2b2

)

Asumsi:

N (putaran blower) = 120 rpm

R2 (Jari-jari luar dari blower) = 0,06 m

g (percepatan gravitasi bumi) = 9,81 m/s2

β2 (sudut sudu bagian luar) = 30 o

b2 (tebal/ketinggian sudut blower) = 0,5 m

Q = 0,0295 m3/dt

Maka:

H = 3 ,14 x 120 rpm x 0,06 m60 x 9,8 m/s2

( 3 ,14 x 120 rpm x 0,06 m60

-0,0295 m/dt Cot (30o )2 x 3,14 x 0,06 m x 0,5 m

)

= 0,00406 m

Power blower = γ. Q. H

= 1,293 kg/m3 x 0,0295 m3/dt x 0,00406 m

= 1,55 x 10-4 Watt

6) Laju akumulasi Grit (Vg)

Vg = Quantity of grit x Q maks

= 0,004 m3 / 1000 m3 x 0,491 m3/dt

= 1,964 x 10-6m3/dt = 0,170 m3/hari

7) Volume hopper

Tinggi hopper = 0,5 m

C-11

Panjang hopper = 9 m

Lebar hopper = 1 m

Volume hopper = P x L x T

= 9 m x 1 m x 0,5 m

= 4,5 m3

8) BOD influen = 300 mg/L

BOD efluen = 300 mg/L – (5% x 300 mg/L)

= 285 mg/L

TSS influen = 345 mg/L

TSS efluen = 345 mg/L – (10% x 345 mg/L)

= 310,5 mg/L

COD influen = 756 mg/L

CODefluen = 756 mg/L – (5% x 756 mg/L)

= 718,2 mg/L

9) Periode Pengurasan =

Volume hopperLaju akumulasi Grit

=

4,5 m3

0,170 m3 /hari

= 27 hari

10) Diameter pipa outlet:

A = Q/v

¼ πD2 = (0,491 m3/dt)/(1,7 m/dt)

D = 0,606 m = 600 mm

b. PerhitunganTahap II



V = Qmaks x td

= 0,620 m3/dt x 250 dt

= 155 m3

2) Dimensi Grit


Maka Panjang:

P = V/(d x L)

= 155 m3/ (2,5 m x 5 m)

C-12


3) Check Rasio

L : d = 2 : 1 …..Ok

P : L = 3,1 : 1……Ok

Grit Chmaber dirancang 2 buah bak. Hal ini berguna agar pada saat perawatan bak air


dimensi yang sama. Volume air buangan dalam satu bak yaitu 155 m3/2 = 77,5 m3.


Suplai udara (Q udara) = 0,0019 m3/dt . m x 15,5 m

= 0,0295 m3/dt

5) Power (P)


H = π NR2

60 g(

π NR 2

60 -


)

Asumsi:






Q = 0,0295 m3/dt

Maka:

H = 3 ,14 x 120 rpm x 0,06 m60 x 9,8 m/s2

( 3 ,14 x 120 rpm x 0,06 m60

-0,0295 m/dt Cot (30o )2 x 3,14 x 0,06 m x 0,5 m

)

= 0,00406 m


= 1,293 kg/m3 x 0,0295 m3/dt x 0,00406 m

= 1,55 x 10-4 Watt


Vg = Quantity of gritx Q maks

= 0,004 m3 / 1000 m3 x 0,620 m3/dt

= 2,480 x 10-6m3/dt = 0,214 m3/hari

7) Volume hopper

C-13



Lebar hopper = 1 m


= 9 m x 1 m x 0,5 m

= 4,5 m3



= 285 mg/L



= 310,5 mg/L



= 718,2 mg/L



=

4,5 m3

0,214 m3 /hari

= 21 hari


A = Q/v

¼ πD2 = (0,620 m3/dt)/(2,20 m/dt)

D = 0,599 m = 600 mm

c. Perhitungan Tahap III



V = Qmaks x td

= 0,776 m3/dt x 250 dt

= 194 m3

2) Dimensi Grit


Maka Panjang:

P = V/(d x L)

C-14

= 194 m3/ (2,5 m x 5 m)


3) Check Rasio

L : d = 2 : 1 …..Ok

P : L = 3,1 : 1……Ok

Grit Chmaber dirancang 2 buah bak. Hal ini berguna agar pada saat perawatan bak air


dimensi yang sama. Volume air buangan dalam satu bak yaitu 194 m3/2 = 97 m3.


Suplai udara (Q udara) = 0,0019 m3/dt. m x 15,5 m

= 0,0295 m3/dt

5) Power (P)


H = π NR2

60 g(

π NR 2

60 -


)

Asumsi:






Q = 0,0295 m3/dt

Maka:

H = 3 ,14 x 120 rpm x 0,06 m60 x 9,8 m/s2

( 3 ,14 x 120 rpm x 0,06 m60

-0,0295 m/dt Cot (30o )2 x 3,14 x 0,06 m x 0,5 m

)

= 0,00406 m


= 1,293 kg/m3 x 0,0295 m3/dt x 0,00406 m

= 1,55 x 10-4 Watt


Vg = Quantity of gritx Q maks

= 0,004 m3 / 1000 m3 x 0,776 m3/dt

= 3,104 x 10-6m3/dt

C-15

= 0,268 m3/ hari

7) Volume hopper



Lebar hopper = 1 m


= 9 m x 1 m x 0,5 m

= 4,5 m3



= 285 mg/L



= 310,5 mg/L



= 718,2 mg/L



=

4,5 m 3

0,268 m3 /hari

= 16,79 hari = 17 hari


A = Q/v

¼ πD2 = (0,776 m3/dt)/(2,75 m/dt)

D = 0,599 m = 600 mm

1.4 Tangki Aliran Rata–rata (TAR) In-line

1. Data

a. Desain TAR terdiri dari 2 tangki;

b. Qmd tahap I = 0,491 m3/detik;

c. Qmd tahap II = 0,620 m3/detik;

d. Qmd tahap III = 0,776 m3/detik.


Kriteria desain untuk tangki aliran rata-rata (TAR) dapat dilihat pada Tabel C.4 .

C-16

Tabel C.4 Kriteria Desain TAR

Kriteria Desain Range Desain Dipilih

Slope (2–3) : 1 3 : 1

Kedalaman (1,5 – 2) m 2 m

Freeboard (0,5-1) m 1 m

Bentuk tangki PersegiSumber : Wastewater Engineering, Metcalf & Eddy, 1991

3. Perhitungan

a. Sistem inlet

1) Pipa inlet utama (Qmd = 0,491 m3/detik)

Q = v x A


A = 0,289 m2

D = 0,606 m = 606 mmDpasaran = 600 mm

Cek kecepatan pipa tahap I

v = Qmd/A

= 0,491 m3/detik /

= 1,74 m/detik


v = Qmd /A

= 0,620 m3/detik /



v = Qmd /A

= 0,776 m3/detik /


2) Pipa inlet masing-masing tangki

Q masing-masing tangki = 0,491 m3/dt /2 = 0,246 m3/dt

Q = v x A


A = 0,145 m2

D = 0,430 m = 430 mmDpasaran = 500 mm

Cek kecepatan

v = Qmd /A

C-17

0,6 4

1 2

0,6 4

1 2

0,6 4

1 2

= 0,246 m3/detik / 14

π 0, 502

= 1,25 m/detik ... OK (v dalam pipa = 0,6-3 m/detik)


Q = 0,620 m3/detik / 2 = 0,310 m3/detik

v = Qmd /A

= 0,310 m3/detik /14

π 0,5 02



Q = 0,776 m3/detik / 2 = 0,388 m3/detik

v = Qmd /A

= 0,388 m3/detik / 14

π 0,502


b. Sistem Outlet

1) Pipa outlet utama (Qrata-rata = 0,409 m3/detik)

Q = v x A

0,409 m3/s = 1,7 m/s x A

A = 0,24 m2

D = 0,553 m = 553 mmDpasaran =550 mm

Cek kecepatan pipa tahap 1

v = Qrata-rata /A

= 0,409 m3/detik /



v = Qrata-rata /A

= 0,517 m3/detik /



v = Qrata-rata /A

= 0,647 m3/detik /

C-18

0,55 4

1 2

0,55 4

1 2

0,55 4

1 2


2) Pipa outlet masing-masing tangki

Q masing-masing tangki = 0,409 m3/dtk / 2 = 0,205 m3/dtk

Q = v x A

0,205 m3/s = 1,7 m/s x A

A = 0,12 m2

D = 0,391 m = 391 mmDpasaran = 400 mm

Cek kecepatan

v = Qrata-rata /A

= 0,391 m3/detik /

= 1,63 m/detik ... OK (v dalam pipa = 0,6-3 m/detik)


Q = 0,517 m3/detik / 2 = 0,259 m3/detik

v = Qrata-rata /A

= 0,259 m3/detik /



Q = 0,647 m3/detik / 2 = 0,324 m3/detik

v = Qmd /A

= 0,324 m3/detik /

=2,58 m/detik .... OK (v dalam pipa = 0,6-3 m/detik)

c. Perhitungan

Dapat dilihat pada Tabel C.5.

C-19

0,4 4

1 2

0,4 4

1 2

0,4 4

1 2

Tabel C.5 Debit Air Buangan/Detik

Jam Q rata-rata (m3/dtk)% Aliran Thd Qr Qab (m3/dtk) BOD (mg/L) TSS (mg/L)

1 2 (1 x Q total) 3 4

00 – 01 0,647 3,6 0,559 316 349

01 – 02 0,647 2,3 0,357 300 360

02 – 03 0,647 2,4 0,373 301 353

03 – 04 0,647 2,9 0,450 310 364

04 – 05 0,647 3,5 0,543 315 365

05 – 06 0,647 4,3 0,668 320 353

06 – 07 0,647 5,3 0,823 324 366

07 – 08 0,647 5,0 0,776 322 308

08 – 09 0,647 7,0 1,087 335 389

09 - 10 0,647 6,4 0,994 329 394

10 - 11 0,647 5,2 0,807 321 389

11 - 12 0,647 6,0 0,932 326 397

12 - 13 0,647 5,1 0,792 322 377

13 - 14 0,647 4,2 0,652 317 388

14 – 15 0,647 3,0 0,466 312 369

15 – 16 0,647 2,5 0,388 305 376

16 – 17 0,647 2,5 0,388 305 378

17 - 18 0,647 1,9 0,295 300 368

18 – 19 0,647 3,2 0,497 315 355

19 - 20 0,647 5,0 0,776 322 359

20 – 21 0,647 4,5 0,699 318 361

21 – 22 0,647 6,4 0,994 324 370

22 – 23 0,647 4,3 0,668 317 369

23 – 24 0,647 3,5 0,543 314 365

Jumlah 15,528 100 15,528 7590 8822

Rata-rata 0,647Sumber: Data dan Perhitungan TB PBPAB, 2014

Sistem TAR yang digunakan adalah TAR in-line, maka debit yang masuk ke TAR adalah

debit setiap saat. Debit yang keluar dari TAR adalah debit rata-rata dikurangi debit minimum,

sehingga debit ke activated sludge merupakan debit rata-rata. Grafik debit air buangan

kumulatif dapat dilihat pada Gambar C.5.

C-20

00

– 01

01

– 02

02

– 03

03

– 04

04

– 05

05

– 06

06

– 07

07

– 08

08

– 09

09

- 10

10

- 11

11

- 12

12

- 13

13

- 14

14

– 15

15

– 16

16

– 17

17

- 18

18

– 19

19

- 20

20

– 21

21

– 22

22

– 23

23

– 24

-

0,002

0,004

0,006

0,008

Grafik Debit Air Buangan kumulatif

Waktu

Q a

b (m

3/dt

k)

Gambar C.5 Grafik Debit Air Buangan Kumulatif

Sumber: Data dan Perhitungan PBPAB, 2014

Tabel C.6 Perhitungan Volume TAR In-Line

Waktu Debit (m3/dtk) Vin (m3) Vout (m3) Vstorage (m3) ∑ Vstorage (m3) BOD (mg/L)

1 2 3 4 5 6 7 05-06 0,668 2403,734 2329,2 74,534 74,534 320 06-07 0,823 2962,742 2329,2 633,542 708,077 324 07-08 0,776 2795,040 2329,2 465,840 1173,917 322 08-09 1,087 3913,056 2329,2 1583,856 2757,773 335 09-10 0,994 3577,651 2329,2 1248,451 4006,224 329 10-11 0,807 2906,842 2329,2 577,642 4583,866 321 11-12 0,932 3354,048 2329,2 1024,848 5608,714 326 12-13 0,792 2850,941 2329,2 521,741 6130,454 322 13-14 0,652 2347,834 2329,2 18,634 6149,088 317 14-15 0,466 1677,024 2329,2 -652,176 5496,912 312 15-16 0,388 1397,520 2329,2 -931,680 4565,232 305 16-17 0,388 1397,520 2329,2 -931,680 3633,552 305 17-18 0,295 1062,115 2329,2 -1267,085 2366,467 300 18-19 0,497 1788,826 2329,2 -540,374 1826,093 315 19-20 0,776 2795,040 2329,2 465,840 2291,933 322 20-21 0,699 2515,536 2329,2 186,336 2478,269 318 21-22 0,994 3577,651 2329,2 1248,451 3726,720 324 22-23 0,668 2403,734 2329,2 74,534 3801,254 317 23-24 0,543 1956,528 2329,2 -372,672 3428,582 314 00-01 0,559 2012,429 2329,2 -316,771 3111,811 316 01-02 0,357 1285,718 2329,2 -1043,482 2068,330 300 02-03 0,373 1341,619 2329,2 -987,581 1080,749 301

03–04 0,450 1621,123 2329,2 -708,077 372,672 310 04–05 0,543 1956,528 2329,2 -372,672 0,000 315Sumber: Data dan Perhitungan TB PBPAB, 2014

Contoh perhitungan:

1) Langkah pertama adalah menghitung aliran rata-rata. Dalam hal ini adalah Qab

didapat sebesar 55.890,77 m3/hari atau setara dengan 0,647 m3/dtk. Selanjutnya,

C-21

disusun dari awal agar waktu dan aliran yang pertama melebihi rata-rata. Dalam

kasus ini pada jam 05.00 dengan debit aliran 0,668 m3/s.

Vin = 0,668 m3/dtk (1 jam)(3600 dtk/jam)

= 2.404,8 m3

2) Selanjutnya dihitung volume pada saat aliran rata-rata

Vout = 0,647 m3/dtk (1 jam)(3600 dtk/jam)

= 2.329,2 m3

3) Kemudian dihitung perbedaan antara volume inflow dan volume outflow.

Vstorage = Vin- Vout

= 2.404,8 m3–2.329,2 m3

= 75,6 m3

4) Volume bak tangki aliran rata-rata maksimum untuk 1 hari ialah 3.919,056 m3 pada

jam 08-09 WIB. Namun biasanya disediakan untuk fluktuasi aliran tak terduga

antara 20-50%. Pada perencanaan kali ini digunakan asumsi 30%.

Volume Total = 3.913,056 m3 +(30% x 2.237,376 m3)

= 5.086,97 m3

d. Dimensi TAR

TAR direncanakan terdiri dari 2 tangki, sehingga volume masing-masing tangki adalah:

Volume masing-masing tangki = 5.086,97 m 32

= 2.543,5 m3

Volume = P x L x t

P = L

Diasumsikan tinggi bangunan (t) dari kriteria desain= 2 m

Volume = P2 x t

2.543,5 m3 = P2 x 2 m

P = L = 35,7 m

e. Dimensi Impeller

Asumsi jumlah blade 6 buah

Diameter impeller = 1/6 x l tangki

= 1/6 x 35,7 m = 5,95 m

Tinggi impeller (Hi) = 1/4 x T tangki

= 1/4 x 2 = 0,5 m

Lebar impeller blade (q) = 1/5 x d impeller

= 1/5 x 5,95 m

= 1,19 m

C-22

Panjang impeller blade (r) = r (lebar impeller blade) = 1 m

Diameter central disk (s) = 1/3 x l tangki

= 1/3 x 35,7 m

= 11,9 m

f. Daya yang digunakan dalam proses pada TAR

P = ½ Cd p A v3

=½ x 1,8 x 1000 kg/m3 x ¼ π x (5,95 m)2 x (1m/s)3

= 25.011,9 Watt

= 25.011,9 Kwatt = 30 Kw (pasaran)

g. Perhitungan Beban Pengolahan BOD

Tabel C.7 Perhitungan Beban BOD pada TAR

Waktu Vin (m3)Vstorage

(m3)BOD

(mg/L)

BOD after gritchamber (mg/L)

BOD after equalisasi

(mg/L)

MBOD(mg/jam)

05-06 2403,734 74,534 320 304,00 304,000 708,077 06-07 2962,742 633,542 324 307,80 307,707 716,711 07-08 2795,040 465,840 322 305,90 306,251 713,320 08-09 3913,056 1583,856 335 318,25 316,936 738,208 09-10 3577,651 1248,451 329 312,55 314,299 732,065 10-11 2906,842 577,642 321 304,95 307,233 715,608 11-12 3354,048 1024,848 326 309,70 309,002 719,728 12-13 2850,941 521,741 322 305,90 306,905 714,843 13-14 2347,834 18,634 317 301,15 302,014 703,450 14-15 1677,024 -652,176 312 296,40 296,452 690,496 15-16 1397,520 -931,680 305 289,75 283,931 661,333 16-17 1397,520 -931,680 305 289,75 289,750 674,886 17-18 1062,115 -1267,085 300 285,00 251,071 584,796 18-19 1788,826 -540,374 315 299,25 333,857 777,620 19-20 2795,040 465,840 322 305,90 307,494 716,215 20-21 2515,536 186,336 318 302,10 302,694 705,034 21-22 3577,651 1248,451 324 307,80 307,518 716,271 22-23 2403,734 74,534 317 301,15 303,423 706,733 23-24 1956,528 -372,672 314 298,30 298,405 695,044 00-01 2012,429 -316,771 316 300,20 300,632 700,232 01-02 1285,718 -1043,482 300 285,00 280,031 652,248 02-03 1341,619 -987,581 301 285,95 289,275 673,779

03–04 1621,123 -708,077 310 294,50 307,828 716,993 04–05 1956,528 -372,672 315 299,25 301,944 703,288

Jumlah 55900,80 0,000 7590,000 7210,500 7228,652 16836,976Rata-rata

2329,200 316,250 300,438 301,194 701,541

Sumber: Data dan Perhitungan TB PBPAB, 2014

Contoh perhitungan BOD:

C-23

tersimpanin

tersimpan in

VV

) tersimpanBOD konsentrasix (VBOD) konsentrasix (V

1) BOD equalisasi

=2.403,734 ×320+0×02.403,73 4+ 0

= 320 mg/L

2) Beban Pengolahan BOD

= 320 mg/L x 0,647 m3/det x 3600 det/jam x 103 L/m3 x 10-6 kg/mg

= 745,344 kg/jam

h. Perhitungan Beban Pengolahan TSS

Tabel C.8 Perhitungan Beban TSS pada TAR

Waktu Vin (m3)Vstorage

(m3)TSS

(mg/L)

TSS after gritchamber (mg/L)

TSS after equalisasi

(mg/L)

MTSS(mg/jam)

05-06 2403,734 74,534 353 335,35 335,350 781,097 06-07 2962,742 633,542 366 347,70 347,397 809,157 07-08 2795,040 465,840 308 292,60 302,782 705,239 08-09 3913,056 1583,856 389 369,55 361,364 841,689 09-10 3577,651 1248,451 394 374,30 372,842 868,425 10-11 2906,842 577,642 389 369,55 370,977 864,080 11-12 3354,048 1024,848 397 377,15 376,033 875,857 12-13 2850,941 521,741 377 358,15 363,174 845,905 13-14 2347,834 18,634 388 368,60 366,700 854,118 14-15 1677,024 -652,176 369 350,55 350,748 816,963 15-16 1397,520 -931,680 376 357,20 363,019 845,543 16-17 1397,520 -931,680 378 359,10 362,900 845,267 17-18 1062,115 -1267,085 368 349,60 281,743 656,235 18-19 1788,826 -540,374 355 337,25 307,257 715,663 19-20 2795,040 465,840 359 341,05 341,961 796,495 20-21 2515,536 186,336 361 342,95 342,653 798,108 21-22 3577,651 1248,451 370 351,50 351,077 817,728 22-23 2403,734 74,534 369 350,55 350,875 817,257 23-24 1956,528 -372,672 365 346,75 346,889 807,975 00-01 2012,429 -316,771 349 331,55 328,095 764,200 01-02 1285,718 -1043,482 360 342,00 345,416 804,544 02-03 1341,619 -987,581 353 335,35 312,075 726,885

03–04 1621,123 -708,077 364 345,80 362,090 843,379 04–05 1956,528 -372,672 365 346,75 347,289 808,905

Jumlah 55900,80 0,000 8822,000 8380,900 8290,706 19310,714Rata-rata

2.329,200 367,583 349,204 345,446 804,613


C-24

tersimpanin

tersimpanin

VV

) tersimpanTSS konsentrasix (VTSS) konsentrasix (V

Contoh perhitungan:

1) TSS equalisasi

¿2.403,734 × 353 + 0 × 02.403,734 + 0

= 353 mg/L

2) Beban Pengolahan TSS

= 353 mg/L x 0,647 m3/det x 3600 det/jam x 103 L/m3 x 10-6 kg/mg

= 781,097 kg/jam

C-25

II. Unit Primary Treatment

2.1 Bak Sedimentasi 1

1. Data

a. Qrata-rata tahap I = 0,409 m3/detik

b. Qrata-rata tahap II = 0,517 m3/detik

c. Qrata-rata tahap III = 0,647 m3/detik

d. TSS (konsentrasi) = 310,5 mg/l (effluent dari grit chamber)

e. BOD (konsentrasi) = 285 mg/l (effluent dari grit chamber)

f. COD (konsentrasi) = 718,2 mg/l (effluent dari grit chamber)

g. Phosfat (konsentrasi) = 4 mg/l

2. Kriteria Desain dan desain terpilih

Kriteria desain untuk bak sedimentasi I dapat dilihat dalam Tabel C.9.

Tabel C.9 Kriteria Desain Bak Sedimentasi I


Waktu detensi (td) (1,5–2,5) jam 2 jam

Overflow rate:

debit rata-rata (Qr) (30-50) m3/m2/hari 40m3/m2/hr = 4,63 x 10-4 m3/m2/detik

debit maksimum (Qp) (80-120) m3/m2/hari 80 m3/m2/hr= 9,259 x 10-4 m3/m2/detik

Beban pelimpah (weirloading) 125-500 m3/m2/hari 0,00578m3/m/detik

Kedalaman bak (H) (3-5) m 3 m

Kemiringan dasar (s) (1-2) m

Efluen penyisihan TSS (50-65) % 60 %

Efluen penyisihan BOD (30-40) % 40 %

Efluen penyisihan COD (30-40) % 40 %

Efluen penyisihan Posfat (10-20) % 20 %

Perbandingan panjang dan lebar p : l = (4-6) : 1 5 : 1Sumber: Metcalf & Eddy, 2003

3. Perhitungan

a. Jumlah bak sedimentasi primer yang akan didesain adalah sebanyak 4 buah bak untuk

tahap I dan sebanyak 5 buah untuk tahap II dan III.

b. Influen

1) Pipa Inlet cabang

Qrata-rata tahap 1 = 0,409 m3/detik

Qrata-rata tiap bak = 0,102 m3/detik

v influen = 1 m/detik (0,6 -3 m/detik)

Atiap bak = Qrata tiap bak: v

= 0,102 m3 /detik : 1 m/ detik

= 0,102 m2

C-26

A = ¼ x x (d2)

d2 = A x 4 /

= 0,102 x 4 /

d = 0,360 m = 360 mm (diameter pasaran = 400 mm)

Cek v inlet =Qrata-rata

A=

0,102 m3 /detik 14

π0,42= 0,81 m/detik …OK

Cek kecepatan saat pengurasan:

Cek v inlet 3 bak =QA

=0,409 m3 /detik : 3

14

×π×0,42=1,09 m/detik ...OK

Cek v tahap II

Q rata-rata tahap II

A=

0,517 m3 /detik : 414

π0,42=1,03 m/detik …OK



=0,517 m3 /detik : 3

14

×π×0,42=1,37 m/detik ...OK

Cek v tahap III


A=

0, 647 m3 /detik : 414

π 0,42=1,29 m/detik …OK



=0,647 m3 /detik : 3

14

×π×0,42=1,72 m/detik ...OK

2) Pipa inlet utama

Cek tahap I

Qrata-rata total = 0,409 m3/detik

V influen = 1 m/detik (0,6 -3 m/detik)

A = Qrata-rata

v=

0,409 m3 /detik1 m/detik

=0,409 m/detik

d2 = A x 4 /

= 0,409 x 4 /

d = 0,72 m (diameter pasaran = 600 mm)

C-27

Cek v inlet utama = Qrata-rata

A =

0,409 m3 /detik1/4 π (0,7 m)2 = 1,4 5 m/detik

Cek v inlet utama tahap II :

v = Qrata-rata

A =

0,517 m3 /detik1/4 π (0,6 m)2 = 1,83 m/detik …OK

Cek v inlet utama tahap III :

v = Qrata-rata

A =



Cek v tahap I

= Qrata-rata tahap I

A =


Cek v tahap II

= Qrata-rata tahap II

A =


Cek v tahap III

= Qrata-rata tahap III

A =


c. Sistem Outlet

1) Pipa Outlet cabang



v efluen = 1 m/detik (0,6 -3 m/detik)



= 0,102 m2

A = ¼ x x (d2)

d2 = A x 4 /

= 0,102 x 4 /


Cek v out let =Qrata-rata

A=

0,102 m3 /detik 14

π 0,42= 0,81 m/detik …OK


C-28

Cek v outlet 3 bak =QA

=0,409 m3 /detik : 3

14

×π×0,42=1,09 m/detik ...OK

Cek v tahap II


A=

0,517 m3 /detik : 414

π0,42=1,03 m/detik …OK



=0,517 m3 /detik : 3

14

×π×0,42=1,37 m/detik ...OK

Cek v tahap III


A=

0, 647 m3 /detik : 414

π 0,42=1,29 m/detik …OK



=0,647 m3 /detik : 3

14

×π×0,42=1,72 m/detik ...OK

2) Pipa outlet utama

Cek tahap I


V efluen = 1 m/detik (0,5 -2 m/detik)

A = Qrata-rata

v=

0,409 m3 /detik1 m/detik

=0,409 m/detik

d2 = A x 4 /

= 0,409 x 4 /


Cek v inlet utama = Qrata-rata

A =

0,409 m3 /detik1/4 π (0,6 m)2 = 1,45 m/detik


v = Qrata-rata

A =



v = Qrata-rata

A =


C-29


Cek v tahap I

= Qrata-rata tahap I

A =


Cek v tahap II

= Qrata-rata tahap II

A =


Cek v tahap III

= Qrata-rata tahap III

A =


d. Dimensi Bak Tahap I

1) As = Q rata-rata

OR=

0,409 m3 /detik4,63×10 -4 m3 / m2 /detik

=883,37 m2

2) Asumsi kedalaman bak = 4 m

3) Asumsi, P : L = 5 : 1

4) Lebar bak, L

A = 4 x (P x L)

883,37 m2 = 4 x (5L x L)

220,84 m2 = 5 L2

L = 6,6 m

5) Panjang bak, p

p = 5L

= 5 x 6,6 m

= 33 m

6) Volume tangki total = 4 x (33 m x 6,6 m x 4 m)

= 3.484,8 m3

e. Persentase penyisihan

1) Laju overflow rata-rata

= Qrata-rata

A =

0,409 m3 /detik4×(6,6 m × 33 m)

= 4,69 × 10-4 m3 / m2 /detik

= 40,56 m3/m2/hari ... OK (OR = 32-48 m3/m2/hari)

2) Waktu detensi rata-rata

Td = VolumeQrata-rata

= 3.484,8 m3

0,409 m3 /detik= 8.520 detik = 2,37 jam … OK

C-30

Cek waktu detensi saat pengurasan


= 2.613,6 m3

0,409 m3 /detik= 6.390 detik = 1,78 jam … OK

3) Kecepatan Scoure

Dibandingkan kecepatan scoure yang dihitung pada tahap kecepatan horizontal

aliran peak sebelumnya (aliran peak dibagi dengan luas permukaan melintang saat

dilewati aliran).

v = Q peak

Ax=

0,688 m3 /detik4 (6,6 m ×4 m)

= 6,52 ×10 -3 m3 /detik

Nilai kecepatan horizontal pada saat aliran puncak, jauh lebih kecil dibandingkan

dengan kecepatan scoure. Karena itu material yang telah mengendap tidak

tersuspensi.

f. Cek dimensi tiap tahap

1) Tahap II

Laju overflow rata-rata

= Qrata-rata

A =

0,517 m3 /detik4×(6,6 m × 33 m)

= 5,93 × 10-4 m3 / m2 /detik

= 51,3 m3/m2/hari ... Tidak OK (OR = 32-48 m3/m2/hari)

Karena laju overflow rata-rata tidak memenuhi kriteria desain, maka perlu ditambah

satu bak lagi untuk tahap 2 ini, sehingga bak yang digunakan berjumlah 5 bak. Jadi

volume total yang diterima bak:

Volume total bak = 5 x (33 m x 6,6 m x 4 m) = 4.356 m3

Sehingga dengan volume total bak yang baru, perlu dilakukan pengecekan lagi pada

laju overflow rata-ratanya.


= Qrata-rata

A =

0,517 m3 /detik5×(6,6 m × 33 m)

= 4,75 ×10 -4 m3 / m2 /detik

= 41 m3/m2/hari ... OK (OR = 32-48 m3/m2/hari)

Waktu detensi rata-rata

C-31

]0,025

10100)(81,9)(25,0)(05,0(8[ ]

f

1]gd-[s8k [scoure v 1/2

-61/2 x

/detik m ,0130 3


= 4.356 m3

0,517 m3 /detik= 8.426 detik = 2,34 jam …OK

Cek waktu detensi saat pengurasan:


= 3.484,8 m3


2) Tahap III


= Qrata-rata

A =

0,647 m3 /detik5×(6,6 m × 33 m)

= 5 ,94 ×10 -4 m3 / m2 /detik


Karena laju overflow rata-rata tidak memenuhi kriteria desain, maka perlu ditambah

satu bak lagi untuk tahap 3 ini, sehingga bak yang digunakan berjumlah 6 bak. Jadi

volume total yang diterima bak:

Volume total bak = 6 x (33 m x 6,6 m x 4 m) = 5.227,2 m3

Sehingga dengan volume total bak yang baru, perlu dilakukan pengecekan lagi pada

laju overflow rata-ratanya.


= Qrata-rata

A =

0,517 m3 /detik6×(6,6 m × 33 m)

= 3,96 × 10-4 m3 / m2 /detik




= 5.227,2 m3




= 4.356 m3

0,647 m3 /detik= 6.732,6 detik = 1,87 jam …OK

g. Sludge hopper/ruang lumpur

1) TSS influen = 310,5 mg/L (effluen TSS dari Grit Chamber)

2) BOD influen = 285 mg/L (effluen BOD dari Grit Chamber)

3) COD influen = 718,2 mg/L (effluen COD dari Grit Chamber)

4) Fosfat influen = 4 mg/L (effluen fosfat dari Grit Chamber)

5) Penyisihan TSS = 60 % x 310,5 mg/L

= 186,3 mg/L

6) Penyisihan BOD = 40 % x 285 mg/L

= 114 mg/LC-32

kg/L 1,03

kg/hari 21.891

lumpurberat

7) Penyisihan COD = 40 %

= 40 % x 718,2 mg/L

= 287,28 mg/L

8) Penyisihan fosfat = 20 % x 4 mg/L

= 0,8 mg/L

9) TSS efluen = 310,5 mg/L – 186,3 mg/L

= 124,2 mg/L

10) BOD efluen = 285 mg/L – 114 mg/L

= 171 mg/L

11) COD efluen = 718,2 mg/L – 287,28 mg/L

= 430,92 mg/L

12) Fosfat efluen = 4 mg/L – 0,8 mg/L

= 3,2 mg/L

13) % solid = 6 %

14) Spesific gravity = 1,03 kg/L

15) Qrata-rata satu bak = Qrata-rata tot/n

= 0,409 m3/detik /4 = 0,102 m3/detik

16) Total solid = (SSinf – SSef) x Qrata-rata

= (310,5 mg/L – 124,2 mg/L) x 0,102

m3/detik

= 1.641,82 kg/hari

17) Total Vss = 80 % x 1.641,82 kg/hari = 1.313,46 kg/hari

18) Lumpur total = (100/6) x 1.313,46 kg/hari = 21.891 kg/hari

19) Qlumpur =

= 21.253 L/hari

= 21,25 m3/hari

20) Periode pengurasan

Direncanakan:

Panjang ruang lumpur = lebar bak = 6,6 m

Lebar ruang lumpur = lebar zona pengendapan = 6 m

C-33

hari 1

detik 86400

mg 10

kg 1

m

L 100063

Tinggi ruang lumpur = 2 m

21) Dimensi pancungan = 0,5 m x 0,5 m x 0,5 m

22) Sehingga ruang lumpur = volume limas – volume pancungan

= (1/3 x 6,6 x 6 x 2) – (1/3 x 0,5 x 0,5 x 0,5)

= 26,36 m3

23) Periode pengurasan = volume ruang lumpur : volume lumpur

= 26,36 m3 : 21,24 m3/hari

= 1,24 hari = 2 hari

24) Waktu pengurasan = 15 menit = 900 detik

25) Kecepatan pengurasan (V) = 1 m/detik

26) Debit pengurasan (Qp)

Qp = = 26,36900 m3/detik = 0,029 m3/detik

27) Diameter pipa pengurasan

Qp = v x ¼ π d2

0,029 m3/detik = 1 m/dt x ¼ π d2

d = 0,19 m = 200 mm

h. Outlet zone

Panjang total total weir tiap bak

p = Q tiap bakbeban pelimpah

p = 0,102 m3 /detik0,00578 m3 /m/detik

=17,65 m

n = p2L

= 17,652 x 6,6 m

=1,34 ≈ 2 buah

Tinggi muka air setelah melewati pelimpah, hl

Lebar saluran pelimpah (b) = 0,5 m

s = Lebar bak-(n×lebar pelimpah)n-1

s = 6,6 m -(2×0,5)2-1

=5,6 m

i. Alat ukur (V-notch)

V-notch yang dipakai adalah V-notch standar 90o, dengan jarak dari pusat ke pusat V

notch (b) sebesar 20 cm. Dengan demikian, jumlah total V-notch pada setiap bak, n

n = (L/n) x N

C-34

pengurasanWaktu

lumpur ruang V

n = 5,6 m0,5 m

x 2 = 22 buah

Gambar C.5 Detail V-notch

j. Debit tiap V-notch saat Qmaks, qmaks

Type equation here .

k. Tinggi muka air pada saat Qmaks, H

l. Pompa penguras lumpur

Diameter pompa pengurasan = 200 mm

Kecepatan pengurasan = = 0,82m/detik

Pipa penguras terkubur sedalam 3 m di dalam tanah dan pompa penguras diletakkan di

permukaan tanah. Panjang pipa penguras dari dasar ruang lumpur ke pipa vertikal

adalah 7 m, panjang pipa vertikal sama dengan jarak pipa penguras ke muka tanah

adalah 3 m dan jarak dari pipa penguras vertikal ke gravity thickening adalah 20 m.

sehingga panjang pipa total dari ruang lumpur sedimentasi II ke gravity thickening 30

m. Headloss minor di sepanjang pipa diabaikan karena panjang pipa lebih dari 10 m.

Headloss Statis = beda elevasi pipa penguras dengan pompa

= 3 m

Headloss mayor =

C-35

20 cm

/detikm 0,005612

/detikm 0,067q

n

Qq

33

maks

bak tiapmaks

m 0,0251,417

/detikm 0,0056H

1,417

qH

2/33

2/3

maks

m 0,2 x m 0,2 x 3,14 x 0,25

/detik m 0,026

A

Q 3

dg

vLf

2

2

=

= 0,103 m

Head Pompa = headloss statis + headloss minor +∑ headloss mayor

= 3 m + 0 m + 0,103 m = 3,103 m

Daya pompa = Pw =

dimana:

Pw = daya pompa (watt)γ = ρ . g = 1000 kg/m3 . 9,81 m/s2 = 9810 kg/m2s2

H = head pompa (m)Q = debit maksimum (m3/s) = 0,02 m3/dtk

= efesiensi pompa , diasumsikan 80%

Daya pompa =

9810 kg/m2 s2 × 0,026 m3 /detik × 3 , 103 m80 %

= 989,314 watt

= 1.000 watt

III. Unit Pengolahan Sekunder (Secondary Treatment)

III.1 Activated Sludge (Lumpur Aktif)

1. Data

Beberapa data yang diperlukan adalah sebagai berikut:

a. Qrata-rata tahap I = 0,409 m3/detik

b. Qrata-rata tahap II = 0,517 m3/detik

c. Qrata-rata tahap III = 0,647 m3/detik

d. BOD pada influen = 186,3 mg/L;

e. TSS pada influen = 124,2 mg/L;

f. COD infulen = 430,92 mg/L;

g. Fosfat influen = 3,2 mg/L;

h. BOD efluen = 20 mg/L;

i. TSS efluen = 24 mg/L;

j. Desain tangki = 2 buah;

k. γ = 0,5 mg/mg;

C-36

0,2mk9,81m/deti2

ik)(0,82m/det300,022

2

HQ

l. MLVSS (X) = 2400 mg/L;

m. Kd = 0,06 d-1;

n. Persentase penyisihan BOD pada bak sedimentasi I = 40 %;

o. Persentase penyisihan TSS pada bak sedimentasi I = 60 %.

2. Kriteria Desain Terpilih

Kriteria desain dan desain terpilih dari activated sludge dapat dilihat pada Tabel C.10.

Tabel C.10 Kriteria Desain Activated Sludge

Kriteria Desain Range Desain Dipilihϴc (hangat) 10-20 hari 10 hariVSS/SS 0,5-0,8 0,8Suspended solid pada efluen 10-30 mg/L 20 mg/LHRT 12-36 jam 12 jamKebutuhan udara kg/kg BODu

disisihkan0,8-0,85 0,8

Waktu aerasi (T) 2-3 jam 2 jamRasio sirkulasi lumpur 75-100 % 75 %Efisiensi pengolahan BOD 80-95 % 95 %Efisiensi pengolahan TSS 80-90 % 90 %Konsentrasi solid 2-6% 4,4%

3. Perhitungan

a. Pembebanan BOD dan TSS pada instalasi

Qrata-rata tahap I = 0,409 m3/detik x

= 35.338 m3/hari

Qrata-rataper tangki = 35.338 m3/hari/2 tangki

= 167.669 m3/hari

Berdasarkan debit tangki maka ditentukan besar diameter pipa inlet dan outlet yang

digunakan pada reaktor ini.

1) Diameter Inlet Utama:

Q = v x A

0,409 m3/detik = 1 m/detik x A

A = Q / v

A = 0,409 m3/detik1 m/detik

A = 0,409 m2

A = 0,25 x π x D2

0,409 m2 = 0,25 x π x D2

D = 0,721 m ( diameter pasaran 750 mm)

C-37

hari

detik 86400

Cek kecepatan tahap 1 = Q / A

= 0,409 m3/detik /(0,25 x 3,14 x (0,750 m)2 )

= 0,926 m/detik …. OK (0,5 – 2 m/detik)

Berdasarkan perhitungan diatas, dengan diameter yang sama dihitung kecepatan

pada tahap II dan III.

Cek kecepatan tahap II = Q / A

= 0,517 m3/detik /(0,25 x 3,14 x (0,750 m)2 )

= 1,17 m/detik

Cek kecepatan tahap III = Q / A

= 0,647 m3/detik /(0,25 x 3,14 x (0,750 m)2 )

= 1,465 m/detik

2) Diameter Inlet Cabang

Q = (35.338 m3/hari) / 86400 detik

= 0,409 m3/detik

Q = v x A

0,409 m3/detik = 1 m/detik x A

A = Q / v

A = 0,409 m3/detik1 m/detik

A = 0,409 m2

A = 0,25 x π x D2

0,409 m2 = 0,25 x π x D2



= 0,1 m3/detik /(0,25 x 3,14 x (0,3 m)2 )

= 1,414 m/detik …. OK (0,5 – 2 m/detik)


= 0,127 m3/detik /(0,25 x 3,14 x (0,3 m)2 )

= 1,8 m/detik …. OK (0,5 – 2 m/detik)


= 0,106 m3/detik /(0,25 x 3,14 x (0,3 m)2 )

= 1,5 m/detik …. OK (0,5 – 2 m/detik)

3) Diameter outlet utama = diameter inlet utama = 500 mm

Karakteristik lumpur primer

1) BOD pada influen = 186,3 mg/L x 10-6 kg/mg x 1000 L/m3

C-38

= 0,186 kg/m3

2) Beban BOD = 0,186 kg/m3 x 35.338 m3/hari

= 6.572,87 kg/hari

3) TSS pada influen = 124,2 mg/L x 10-6 kg/mg x 1000 L/m3

= 0,124 kg/m3

4) Beban TSS = 0,124 kg/m3 x 35.338 m3/hari

= 4.388,11 kg/hari

b. Karakteristik lumpur primer

BOD disisihkan = 6.572,87 kg/hari x 0,40 = 2.629,15 kg/hari

TSS disisihkan = 4.388,11 kg/hari x 0,60 = 2.632,87 kg/hari

Berat spesifik lumpur = 1,05

Konsentrasi solid = 4,4% = 0,044 kg/kg

Qlumpur

Q

lumpur = \{

2.632,87 kg/hari1,05X1000 kg/m3

\}: 0,044 kg/kg

= 56,988 m3/hari

c. Laju aliran, BOD dan TSS pada efluen primer (infulen sekunder)

Laju aliran = 35.338 m3/hari – 56,988 m3/hari

= 35.281 m3/hari

BOD = 6.572,87 kg/hari - 2.629,15 kg/hari

= 3.943,72 kg/hari

= 3.943,72 kg/hari x 1000g/kg35.281 m3/hari

= 111,78 g/m3

BOD = 111,78 mg/L = So

TSS = 4.388,11 kg/hari – 2.632,87 kg/hari

= 1.755,24 kg/hari

C-39

solid iKonsentras:}kg/m 1000lumpur x spesifik Berat

influen pada TSSBeban {

3

= 1.755,24 kg/hari x 1000g/kg35.281 m3/hari

= 49,8 g/m3

= 49,8 mg/L

d. BOD5 terlarut keluar dari pengolahan (S) di efluen

BODefluen = S + BOD5 efluen SS

1) BOD5 efluen SS (asumsi 63% biodegradable)

Biodegradable efluen solid= 24 mg/L x 0,63 = 15,1 mg/L

Ultimate BODudari solideffluent biodegradable

= 15,1 mg/L x 1,42 mg O2/mg sel

= 21,4 mg/L

BOD5 = 0,67 BODu= 0,67 x 21,4 mg/L = 14,3 mg/L

2) BOD5 terlarut influen yang keluar dari pengolahan

BOD5 efluen = S + BOD5

20 mg/L = S + 14,3 mg/L

S = 5,7 mg/L

C-40

e. Efisiensi pengolahan (E)

1) Efisiensi pengolahan biologi berdasarkan BOD terlarut

E = So-SSo

x 100 = (111,78-5,7111,78 ) x 100% = 94,9%

2) Efisiensi pengolahan keseluruhan termasuk pengolahan primer

E = 186,3 mg/L-20mg/L186,3 mg/L

x 100 = 89,26%

f. Volume reaktor dengan persamaan

V =

θc Qγ (So−S ) mg/L

X(1+kd θc )

V = 10 hari (35.281m3/hari ) (0,5 ) (111,78-5,7 ) mg/L2400mg/L(1+0,06x10)

V = 4.873 m3

g. Dimensi tangki aerasi

Bentuk tangki persegi panjang

Vtotal = 4.873 m3

Rasio p:l = 2:1

Kedalaman air = 3 m

Freeboard = 0,5 m

l x 2l x 3 m = 4.873 m3

2l2 = 4.873 m33 m

2l2 = 1.624 m2

l = √1.6242

l = 28,5 m = 29 m

p = 2l = 58 m

Freeboard = 0,5 m

Kedalaman total = 3,5 m

Volume tangki menjadi = 5.046 m3

h. Laju aliran lumpur yang dibuang dari tangki aerasi

V = 4.873 m3

VSS = 0,8 SS

C-41

=

10 hari = 4.873 m3 x 2400 mg/LQwa( 3000 mg/L) +(35.281m3/hari)(24 mg/Lx0,8)

= 164 m3/hari

i.Estimasi lumpur yang dibuang tiap hari

1) =

= 0,51+0,06x10

= 0,3125

2) Pertambahan masa MLVSS

px = Q(So-S) : 1000 g/kg

= 0,3125 x 35.281 m3/hari x (111,78 – 5,7) g/m3 /(1000 g/kg)

= 1.169 kg/hari

3) Pertambahan masa MLSS (TSS)

pss = 1.169 kg/hari : 0,8

= 1.461 kg/hari

4) TSS yang hilang dalam efluen

pe = (35.281 – 164) m3/hari x 24g/m3 / 1000 g/kg

= 843 kg/hari

5) Lumpur yang dibuang = pss - pe

= 1.461 kg/hari – 843 kg/hari

= 618 kg/hari

j.Estimasi laju pengembalian lumpur aktif

VSS dalam aerator = 2400 mg/L

VSS dalam RAS = 9300 mg/L x 0,8

= 7440 mg/L

2400(Q+Qr) = 7440 sx Qr

= 0,476

Qrata2 = 0,4762 x 35.281 m3/hari

= 16.800 m3/hari

= 0,194 m3/detik

C-42

c eerwr XQXQ

VX

wrQ

obs cdθk1

γ

obsγ

Q

Q rata2

Setelah mengetahui nilai Q = 0,194 m3/detik, maka dihitung diameter resirkulasi yang

akan digunakan.

Q = v x A


A = Q / v

A = 0,194 m3/detik0,6 m/detik

A = 0,323 m2

A = 0,25 x π x D2

0,323 m2 = 0,25 x π x D2


Cek kecepatan resirkulasi = Q / A

= 0,194 m3/detik /(0,25 x 3,14 x (0,650 m)2 )

= 0,585 m/detik

k. Cek waktu retensi hidrolis, HRT ( )

=

= 5.046 m3

35.281m 3/hari

= 0,143 hari x 24 jam/hari= 3,4 jam

(HRT ( ) = 5 – 15 jam)

l.Cek Rasio F/M

U =

= 111,78-5,7(0,143 hari)(2400 mg/L)

= 0,309 hari-1

m.Cek laju pembebanan organik dan massa ultimate BODu yang digunakan

1) BOD5 = 0,67 x BODu

2) BOD5 digunakan = Q (So – S)/0,67

= 35.281 m3/hari (111,78-5,7)0,67 x 1000g/kg

= 5.586 kg/hari

C-43

Q

V

θX

SSo

n. Kebutuhan oksigen teoritis

O2 =

= 5.586 kg/hari – 1,42 (1.169 kg/hari)

= 3.926 kg/hari

o. Volume udara yang dibutuhkan

Asumsi berat udara 1,202 kg/m3 dan mengandung 23,2% oksigen

Efisiensi transfer oksigen untuk peralatan aerasi = 8%

Faktor keamanan = 2 untuk volume aktual blower

1) Udara teoritis

Udara = 3.926 kg/hari1,202kg/m3 x 0,232 g/udara

= 14.078 m3/hari

2) Udara teoritis yang dibutuhkan pada efisiensi transfer oksigen 8%

Udara = (14.078 m3/hari)/0,08

= 175,975 m3/hari = 122 m3/menit = 5.680 ft3/min

3) Desain udara yang dibutuhkan (dengan faktor keamananan 2)

Udara = (122 m3/menit) x 2 = 244 m3/menit = 2.840 ft3/min

p. Volume udara yang dibutuhkan per unit massa BOD5 disisihkan dan per unit volume air

buangan dan tangki aerasi

1) Udara yang disuplai per kg BOD5yang disisihkan

Udara =

Udara = 175,975 x (1000g/kg)(35.281 m3/hari)x(111,78-5,7)g/m3

= 47 m3 udara/kg BOD5

2) Udara yang disuplai per m3 air buangan yang diolah

Udara =

Udara = 175,975 m3/hari35.281 m3/hari

= 4,98 m3 udara/m3 air buangan

3) Udara yang disuplai per m3 tangki aerasi

C-44

x

o 1,42pf1000g/kg

SSQ

3g/mSSoQ

1000g/kg teoritisudara

Q

teoritisudara

Udara =

Udara = 175,975 m3/hari5046 m3

= 0,0348 m3/(m3.hari)

q. Nilai COD dan fosfat efluen

COD influen = 430,92 mg/L

Penyisihan COD = 85% x 430,92 mg/L

= 366,28 mg/L

COD efluen = 430,92 mg/L – 366,28 mg/L

= 64,64 mg/L

Fosfat influen = 3,2 mg/L

Penyisihan fosfat= 25% x 3,2 mg/L

= 0,8 mg/L

Efluen fosfat = 3,2 mg/L – 0,8 mg/L

= 2,4 mg/L

r.Cek Dimensi per Tahap

1) Tahap II

a) Pembebanan BOD dan TSS pada instalasi

Qrata-rata = 0,517 m3/detik x

= 44.669 m3/hari

Qrata-rataper tangki= 44.669 m3/hari/2 tangki

= 22.334,5 m3/hari

b) Cek dengan volume reaktor yang sama dengan tahap 1

V =

4.873 m3 = θc (22.334m3/hari ) ( 0,5 ) (111,78-5,7 ) mg/L2400mg/L(1+0,44xθc)

= 14,22 hari .... OK ( = 10-20 hari)

2) Tahap III

a) Pembebanan BOD dan TSS pada instalasi

C-45

tangkivolume

teoritisUdara

hari

detik 86400

cθ

cθdk1X

mg/L SS Qγθ oc

cθ cθ

Qrata-rata = 0,647 m3/detik x 86400 detikhari

= 55.900 m3/hari

Qrata-rataper tangki = 55.900 m3/hari/2 tangki

= 27.950 m3/hari

b) Cek dengan volume reaktor yang sama dengan tahap 1

V =

4.873 m3 = θc (27.950m3/hari ) ( 0,5 ) (111,78-5,7 ) mg/L2400mg/L(1+0,44xθc)

= 11,36 hari .... OK ( = 10-20 hari)

C-46

cθ

cθdk1X

mg/L SS Qγθ oc

cθ cθ

III.2 Bak Sedimentasi II

1. Data

Direncanakan menggunakan 3 buah bak sedimentasi dan terdapat 1 bak sebagai cadangan;

a. Konstanta kohesi = k = 0,05

b. Berat jenis = s = 1,25

c. Gaya gravitasi = g = 9,81 m/detik2

d. Diameter partikel = d = 100 µm = 100 x 10-6 m

e. Faktor friksi Darcy Weisbach = f = 0,025

f. Qrata-rata tahap 1 = 0,2 m3/detik

g. Qrata-rata tahap 2 = 0,254 m3/detik

h. Qrata-rata tahap 3 = 0,318 m3/detik

2. Kriteria dan Desain Dipilih

Kriteria desain dan desain terpilih untuk tangki sedimentasi II dapat dilihat pada Tabel

C.11.

Tabel C.11 Kriteria Desain Tangki Sedimentasi II

Kriteria Desain Range Desain DipilihOver flow rate (average flow) 30-50 m/hari 40 m/hariOver flow rate (peak flow) 60-120 m/hari 100 m/hariWaktu detensi (average flow) 1,5-2,5 jam 2 jamKecepatan aliran 0,02-0,025 m/detik 0,02 m/detikWeir loading rate 125-500 m/hari 250 m/hariSludge hopper 1,7 vertical : 1 horizontalSumber: Mackenzie L. Davis, 2010

3. Perhitungan

a. Influen

1) Pipa Inlet cabang






= 0,05 m2

A = ¼ x x (d2)

d2 = A x 4 /

= 0,05 x 4 /


C-47

Cek v inlet = ...OK


Cek v inlet 3 bak = ...OK

Cek v tahap II

= ...OK



Cek v tahap III

= ...OK



2) Pipa inlet utama

Cek tahap I



A=

d2 = A x 4 /

= 0,2 x 4 /


Cek v

inlet utama =


C-48

m/detik 0,71 m) (0,3 x x 1/4

/detikm 0,05

A

rata-Qrata2

3

m/detik 0,95 m) (0,3 x x 1/4

3 :/detik m 0,2

A

Q2

3

m/detik 0,9 m) (0,3 x x 1/4

4 :/detik m 0,254

A

II tahaprata-Qrata2

3

m/detik 1,2 m) (0,3 x x 1/4

3 :/detik m 0,254

A

Q2

3

m/detik 0,75 m) (0,3 x x 1/4

6 :/detik m 0,318

A

III tahaprata-Qrata2

3

m/detik 0,899 m) (0,3 x x 1/4

5 :/detik m 0,318

A

Q2

3

m/detik 0,2 m/detik 1

/detikm 0,2

v

rata-Qrata 3

m/detik 1,02 m) (0,5 x x 1/4

/detikm 0,2

A

rata-Qrata2

3

...OK


...OK

Cek pengurasan:

Cek v tahap I

= ...OK

Cek v tahap II

= ...OK

Cek v tahap III

= ...OK

b. Sistem Outlet

2) Pipa Outlet cabang






= 0,05 m2

A = ¼ x x (d2)

d2 = A x 4 /

= 0,05 x 4 /


Cek v outlet


Cek v outlet 3 bak = ...OK

Cek v tahap II

C-49

m/detik 1,29 m) (0,5 x x π1/4

/detikm 0,254

A

rata-Qratav

2

3

m/detik 1,62 m) (0,5 x x π1/4

/detikm 0,318

A

rata-Qratav

2

3

m/detik 1,02 m) (0,5 x x 1/4

/detik m 0,2

A

I tahaprata-Qrata2

3

m/detik 1,29 m) (0,5 x x 1/4

/detikm 0,254

A

II tahaprata-Qrata2

3

m/detik 1,62 m) (0,5 x x 1/4

/detik m 0,318

A


3

m/detik 0,71 m) (0,3 x x 1/4

/detikm 0,05

A

rata-Qrata2

3

m/detik 0,95 m) (0,3 x x 1/4

3 :/detik m 0,2

A

Q2

3

...OK



Cek v tahap III

...OK



3) Pipa outlet utama

Cek tahap I



A=

d2 = A x 4 /

= 0,2 x 4 /


Cek v outlet utama

v =

Cek v outlet utama tahap II :

...OK

Cek v outlet utama tahap III :

...OK

Cek pengurasan:

Cek v tahap I

C-50

m/detik 0,9 m) (0,3 x x 1/4

4 :/detik m 0,254

A

II tahaprata-Qrata2

3

m/detik 1,2 m) (0,3 x x 1/4

3 :/detik m 0,254

A

Q2

3

m/detik 1,13 m) (0,3 x x 1/4

4 :/detik m 0,318

A


3

m/detik 1,5 m) (0,3 x x 1/4

3 :/detik m 0,318

A

Q2

3

m/detik 0,2 m/detik 1

/detikm 0,2

v

rata-Qrata 3

m/detik 1,02 m) (0,5 x x 1/4

/detikm 0,2

A

rata-Qrata2

3

m/detik 1,29 m) (0,5 x x π1/4

/detikm 0,254

A

rata-Qratav

2

3

m/detik 1,62 m) (0,5 x x π1/4

/detikm 0,318

A

rata-Qratav

2

3

= ...OK

Cek v tahap II

= ...OK

Cek v tahap III

= ...OK

c. Dimensi Bak Tahap I

2)

3) Asumsi kedalaman bak = 4 m

4) Asumsi, P : L = 5 : 1

5) Lebar bak, L

A = 4 x (P x L)

431,97 m2 = 4 x (5L x L)

107,99 m2 = 5 L2

L = 4,7 m

5) Panjang bak, p

p = 5L

= 5 x 4,7 m

= 23,5 m

6) Volume tangki total = 4 x (23,5 m x 4,7 m x 4 m)

= 1.767,2 m3

d. Persentase penyisihan

2) Laju overflow rata-rata


e. Waktu detensi rata-rata

Cek waktu detensi saat pengurasan

C-51

m/detik 1,02 m) (0,5 x x 1/4

/detik m 0,2

A

I tahaprata-Qrata2

3

m/detik 1,29 m) (0,5 x x 1/4

/detikm 0,254

A

II tahaprata-Qrata2

3

m/detik 1,62 m) (0,5 x x 1/4

/detik m 0,318

A


3

2234-

3

m 431,97 /detik/mm 10 4,63

/detikm 0,2

OR

rata-QrataAs

/detikmm10 x 4,53 m) 23,5 x m (4,7 x 4

/detikm 0,2

A

rata-Qrata 234-3

...OK jam....... 2,45 detik 8.836 detik/m 0,2

m 1.767,2

rata-Qrata

VolumeTd

3

3

f. Kecepatan Scoure

Dibandingkan kecepatan scoure yang dihitung pada tahap kecepatan horizontal aliran

peak sebelumnya (aliran peak dibagi dengan luas permukaan melintang saat dilewati

aliran).

Nilai kecepatan horizontal pada saat aliran puncak, jauh lebih kecil dibandingkan

dengan kecepatan scoure. Karena itu material yang telah mengendap tidak tersuspensi.

g. Cek dimensi tiap tahap

2) Tahap II



Karena laju overflow rata-rata tidak memenuhi kriteria desain, maka perlu

ditambah satu bak lagi untuk tahap 2 ini, sehingga bak yang digunakan berjumlah

5 bak. Jadi volume total yang diterima bak:

Volume total bak = 5 x (23,5 m x 4,7 m x 4 m) = 2.209 m3

Sehingga dengan volume total bak yang baru, perlu dilakukan pengecekan lagi

pada laju overflow rata-ratanya.




C-52

...OK jam....... 1,84 detik 6.627 detik/m 0,2

m 1.325,4

rata-Qrata

VolumeTd

3

3

]0,025

10100)(81,9)(25,0)(05,0(8[ ]

f

1]gd-[s8k [scoure V 1/2

-61/2 x

/detik m ,0130 3

m/detik10 x 4,5 m) 4 x m (4,7 4

/detikm 0,338

Ax

QpeakV 3-

3

/detikmm10 x 5,75 m) 23,5 x m (4,7 x 4

/detikm 0,254

A

rata-Qrata 234-3

/detikmm10 x 4,6 m) 23,5 x m (4,7 x 5

/detikm 0,254

A

rata-Qrata 234-3

K jam......O 2,42 detik 8.696,85 detik/m 0,254

m 2.209

rata-Qrata

VolumeTd

3

3


3) Tahap III



Karena laju overflow rata-rata tidak memenuhi kriteria desain, maka perlu

ditambah satu bak lagi untuk tahap 3 ini, sehingga bak yang digunakan berjumlah

6 bak. Jadi volume total yang diterima bak:

Volume total bak = 6 x (23,5 m x 4,7 m x 4 m) = 2.650,8 m3

Sehingga dengan volume total bak yang baru, perlu dilakukan pengecekan lagi

pada laju overflow rata-ratanya.





h. Sludge hopper/ruang lumpur

1) TSS influen = 18,72 mg/l (efluen TSS dari Activated Sludge)

2) BOD influen = 10,1175 mg/l (efluen BOD dari Activated Sludge)

3) COD influen = 76,32 mg/l (efluen TSS dari Activated Sludge)

4) Fosfat influen = 1,2 mg/l (efluen BOD dari Activated Sludge)

5) Penyisihan TSS = 60% % x 18,72 mg/l

= 11,232 mg/l

6) Penyisihan BOD = 40,7 % x 10,1175 mg/l

= 4,118mg/l

C-53

...OK jam....... 1,93 detik 6.957,48 detik/m 0,254

m 1.767,2

rata-Qrata

VolumeTd

3

3

/detikmm10 x 5,76 m) 23,5 x m (4,7 x 5

/detikm 0,3185

A

rata-Qrata 234-3

/detikmm10 x 4,8 m) 23,5 x m (4,7 x 6

/detikm 0,318

A

rata-Qrata 234-3

K jam......O 2,32 detik 8.335,85 detik/m 0,318

m 2.650,8

rata-Qrata

VolumeTd

3

3

...OK jam....... 1,93 detik 6.946,54 detik/m 0,318

m 2.209

rata-Qrata

VolumeTd

3

3

7) Penyisihan COD = 40%

= 40 % x 76,32 mg/l

= 30,528 mg/l

8) Penyisihan Fosfat = 20% x 1,2 mg/l

= 0,24 mg/l

9) TSS efluen = 18,72 mg/l – 11,232 mg/l

= 7,488 mg/l

10) BOD efluen = 10,1175 mg/l – 4,118 mg/l

= 5,99 mg/l

11) COD efluen = 76,32 mg/l – 30,528 mg/l

= 45,792 mg/l

12) Fosfat efluen = 1,2 mg/l – 0,24 mg/l

= 0,96 mg/l

13) % solid = 6 %

14) spesific gravity = 1,03 kg/l

15) Qrata-rata satu bak = Qrata-rata tot/n

= 0,2 m3/detik /3 = 0,067 m3/detik

16) Total solid = SS x Qrata-rata

= 7,488 mg/l x 0,05 m3/detik

= 32,35 kg/hari

17) Total Vss = 80 % x 32,35 kg/hari = 25,878 kg/hari

18) Lumpur total = = 431,31 kg/hari

19) Qlumpur = = 416,75 l/hari

= 0,561 m3/hari

20) Periode Pengurasan

Direncanakan :

Panjang ruang lumpur = lebar bak = 7 m

Lebar ruang lumpur = lebar zona pengendapan =5m.

Tinggi ruang lumpur = 0,5 m

21) Dimensi pancungan = 0,3 m x 0,3 m x 0,3 m

22) Sehingga Ruang lumpur = Volume limas – Volume pancungan

= (1/3 x 7 x 5 x 0,5) – (1/3 x 0,3 x 0,3 x 0,3)

C-54

hari 1

detik 86400

mg 10

kg 1

m

L 100063

kg/hari 25,878 6

100

kg/l 1,03

kg/hari 431,31

lumpurberat

= 5,82 m3

23) Periode pengurasan = Volume ruang lumpur : Volume lumpur

= 5,82 m3 : 0,561 m3/hari

= 10,374 hari = 11 hari.

24) Waktu pengurasan = 15 menit = 900 detik

25) Kecepatan pengurasan (V) = 1 m/detik

26) Debit pengurasan (Qp)

Qp = = m3/detik = 0,006 m3/detik

27) Diameter pipa pengurasan

Qp = V x ¼ π d2

0,006 m3/detik = 1 m/dt x ¼ π d2

d = 0,09 m = 90 mm

d pasaran = 100 mm

i. Outlet Zone

Panjang total total weir tiap bak

Tinggi muka air setelah melewati pelimpah, hl

Lebar saluran pelimpah (b) = 0,5 m

j. Alat ukur (V-notch)

V-notch yang dipakai adalah V-notch standar 90o, dengan jarak dari pusat ke pusat V

notch (b) sebesar 20 cm. Dengan demikian, jumlah total V-notch pada setiap bak, n

C-55

pengurasanWaktu

lumpur ruang V

900

5,82

m9~65,8/m/detikm 0,00578

/detikm 0,05p

pelimpahbeban

Q p

3

3

bak tiap

buah 1buah 64,0m 7 x 2

m 9

2L

pn

m 6,51-2

m) 0,5 x (1 - m 7s

1-n

pelimpah)lebar (n x -bakLebar s

90o


k. Debit tiap V-notch saat Qmaks, qmaks

l. Tinggi muka air pada saat Qmaks, H

m. Pompa Penguras Lumpur

Diameter pipa penguras = 100 mm

Kecepatan pengurasan = = 0,35m/detik

Pipa penguras terkubur sedalam 1,5 m di dalam tanah dan pompa penguras diletakkan

di permukaan tanah. Panjang pipa penguras dari dasar ruang lumpur ke pipa vertikal


adalah 1,5 m dan jarak dari pipa penguras vertikal ke gravity thickeningadalah 3 m.

Headloss minor di sepanjang pipa diabaikan karena panjang pipa lebih dari 10 m.


=1,5m

Headloss mayor =

=C-56

20 cm

buah13 m 0,5

m 6,5 n

N x (L/b)n

/detikm 0,003813

/detikm 0,05q

n

Qq

33

maks

bak tiap

maks

m 0,00271,417

/detikm 0,0038H

1,417

qH

2/33

2/3

maks

m 0,1 x m 0,1 x 3,14 x 0,25

/detik m 0,006

A

Q 3

dg

vLf

2

2

mm

m

1,0det/81,92

det)/1(5,1102,02

2

=0,117 m

Head Pompa =headloss statis + headloss minor + headloss mayor

=1,5m + 0 m + 0,117 m = 1,617 m

Daya pompa = Pw =

Keterangan:

Pw = daya pompa (watt)γ = ρ . g = 1000 kg/m3 . 9,81 m/s2 = 9810 kg/m2s2


= efisiensi pompa , diasumsikan 80%

Daya pompa = = 118,98 watt

IV. Unit Tertiary Treatment

4.1 Desinfeksi

1. Data

a. Jumlah tabung pelarut klorin 2 tabung;

b. Qrata tahap I = 17.280 m3/hari

c. Qrata tahap II = 21.945,6 m3/hari

d. Qrata tahap III = 27.475,2 m3/hari

e. Kadar klor dalam CaOCl2 ialah 60%


Kriteria desain dan desain terilih untuk proses desinfeksi dapat dilihat pada Tabel C.12.

Tabel C.12 Kriteria Pengolahan dengan Desinfeksi

Kriteria Desain Range Desain Terpilih

Dosis kaporit

Kadar chlor dalam CaOCl2

Waktu kontak (td )

Menggunakan bak khlorinasi

Kecepatan pada saluran bak khlorinasi (vL)

BJ kaporit

(3 – 10) mg/l

(15 – 45) menit

(2–4,5)m/jam

(0,8–0,88) kg/l

6 mg/l

60 %

20 mnt

3,6 m/jam= 0,06 m/dt

0,85 kg/l

Sumber : Wastewater Engineering, Metcalf & Eddy, 1991

3. Perhitungan

a. Tahap I

1) Dosis yang digunakan adalah 6 mg/l

2) Kebutuhan klorin liquid = 6mg/Lxg/1000mgx1000L/m3x17.280m3/hari

C-57

HQ

%80

617,1/detikm 0,006 skg/m 9810 322 m

= 51.840 g/hari

=51, 840 kg/hari

3) Pada saat pembubuhan diharapkan konsentrasi Cl sekitar 0,6-0,8 mg/L sehingga

dibutuhkan pengenceran 10 kali. Jadi setiap dosis 6 mg/L dibutuhkan 10 L air untuk

pengenceran.

4) Banyaknya air yang diperlukan (volum) =

51840000mg/hari 6 mg/L

× 10 L

= 86400000 L

= 86400 m3/hari

5) Periode pengisian direncanakan 24 jam

6) Kapasitas pembubuhan=86400 m3/ hari

600 g/L × 1440 mnt/hari = 0,1 L/mnt

7) Volume tangki pelarut = 0,1 L/mnt x 1440 mnt/hari

= 144 L/hari

= 0,144 m3/hari

8) Dimensi tangki pelarut

t = 1 m

A =

0,144 m3

1 m = 0,144 m 2

0,144 m

2 =

D = 0,428 m = 428 mm = 450 mm

9) Inlet

V = 0,6 m/s (asumsi)

Qpembubuhan = 0,1 L/mnt = 0,00167 m3/s

Qpembubuhan = A x v

0,00167 m3/dtk = A x 0,6 m/dtk

A =

= 2,78 x 10-3m3/dtk

D = 0,060 m

C-58

2

4

1D

/m 0,6

/m 0,00167 3

dtk

dtk

2

4

1D

= 60 mm

b. Tahap II

1) Kebutuhan klorin liquid

= 6 mg/L x g/1000mg x 1000L/m3 x 21.945,6m3/hari

= 65.836,8 g/hari

=65,84kg/hari

2) Banyaknya air yang diperlukan (volum) =

= 109.728.000 L

= 109.728 m3

3) Kapasitas pembubuhan


= 182,88 L/hari

= 0,183 m3/hari

5) Inlet

cek kecepatan

Qpembubuhan = V x A

0,00212 m3/det = V x 0,00278 m2

V = 0,76 m/det

c. Tahap III

1) Kebutuhan klorin liquid

= 6 mg/L x g/1000 mg x 1000 L/m3 x 27.475,2 m3/hari

= 82.425,6 g/hari

= 82,426 kg/hari

2) Banyaknya air yang diperlukan =

= 137.376.000 L

= 137.376 m3

3) Kapasitas pembubuhan


= 228,96 L/hari

C-59

L 10 mg/L 6

mg/hari 65836800

L/mnt 0,127 mnt/hari 1440 g/L 600

hari/m 109728 3

L 10 mg/L 6

mg/hari 82425600

L/mnt 0,159 mnt/hari 1440 g/L 600

hari/m 137.376 3

= 0,229 m3/hari

5) Inlet

cek kecepatan

Qpembubuhan = V x A

0,00265 m3/det = V x 0,00278 m2

V = 0,95 m/det

VI. Unit Pengolahan Lumpur

5.1Gravity Thickening

1. Data

a. SS dari grit chamber = 1.711,76 kg/hari

b. SS dari BS I = 1.037,35 kg/hari

c. SS dari BS II = 173,2 kg/hari

d. Q lumpur dari grit chamber = 0,132 m3/hari

e. Q lumpur dari BS I = 13,43 m3/hari

f. Q lumpur dari BS II = 2,24 m3/hari

g. Kandungan solid = 9 %

h. Solid loading = 60 kg/m2.hari

i. Slope = 20o

j. Ketinggian thick = 4 m

2. Perhitungan

a. SSttl = SS grit chamber + SS dari BS I + SS dari BS II

= 1.711,76 kg/hari + 1.037,35 kg/hari + 173,2 kg/hari

= 2.922,31 kg/hari

b. Volume sludge = 0,132 m3/hari + 13,43 m3/hari + 2,24 m3/hari

= 15,802 m3/hari

c. A =

d. A = ¼ π d2

C-60

2m 48,71 hari.2kg/m 60

kg/hari 2.922,31

loading Solid

ttlSS

48,71 m2 = ¼ π d2 → d = 7,88 m = 8 m

e. Volume tangki = A x hthick

= ¼ π d2 x 4 m = ¼ π (8 m)2 x 4 m = 200,96 m3

Cek td

td = ..OK

(td = 0,5 – 20 hari)

Jika kemiringan ruang lumpur untuk tangki ( ) = 20o, maka tinggi ruang lumpur

adalah:

t =

d

2 tg θ =

82

tg 20o = 1,46 m ≈ 1,5 m

f. Efisiensi tangki =

9 - 29

× 100 % = 77,78 %

g. Berat solid yang dipekatkan adalah:

SSpekat = % removal x SS

= 77,78 % x 2.922,31 kg/hari = 2.272,97 kg/hari

h. Berat lumpur =

i. Volume lumpur

j. Supernatan = Vlumpur masuk – Vlumpur pekat

= 15,802 m3/hari – 24,52 m3/hari = 8,72 m3/hari

k. Hitung jumlah V-notch, debit air pada V-notch dan ketinggian air pada V-notch

Kriteria V-notch, sudut 90o,Jarak pusat setiap V-notch, Lpp = 20 cm

8 cm


1) Jumlah V-notch, NV-notch

2) Qtiap V-notch

C-61

13hari 12,72hari /harim 15,802

m 200,96

V

V3

3

lumpur

tangki

kg/hari 25.255,22 kg/hari 2.272,97 9

100

/harim 24,52 kg/m 1030

kg/hari 25.255,22

lumpurberat 3

3s

buah 126 buah 125,6 0,2

m 8

L

d

pp

/hari0,07m buah 126

/harim 8,72

N

Q3

3

notch-V

supernatan

3) hair pada V-notch =

l. Jadi dimensi dari Gravity Thickening

Diameter (d) = 8 m

Tinggi (h) = 4 m + 0,3 m (freeboard) = 4,3 m

m. Pompa penguras lumpur

Waktu Pengurasan = 15 menit = 900 detik

Kecepatan pengurasan = 1 m/detik

Debit pengurasan = = m3/detik

= 0,223m3/detik

Diameter pipa pengurasan = Qp = V x ¼ π d2

= 0,223 m3/detik = 1 m/dt x ¼ π d2

= 0,533 m = 550 mm

Kecepatan pengurasan = = 0,94 m/detik

Pipa penguras terkubur sedalam 4,5 m di dalam tanah dan pompa penguras diletakkan

di permukaan tanah. Panjang pipa penguras dari dasar ruang lumpur ke pipa vertikal


adalah 4,5 m dan jarak dari pipa penguras vertikal ke sludge drying bed adalah 10 m.

Sehingga panjang pipa total dari ruang lumpur sedimentasi II ke sludge drying bed

21,5 m. Headloss minor di sepanjang pipa diabaikan karena panjang pipa lebih dari 10

m.


= 4,5 m

Headloss mayor =

=

= 0,037 m

Head Pompa =headloss statis + headloss minor + headloss mayor

= 4,5 m + 0 m + 0,037 m = 4,537 m

C-62

m 0,05 1,417

/harim 0,07

1,417

Q5

23

5

2

notch-V tiap

pengurasanWaktu

lumpur ruang V

900

200,96

m 0,55 x m 0,55 x 3,14 x 0,25

/detik m 0,223

A

Q 3

dg

vLf

2

2

0,55mk9,81m/deti2

m/detik) (0,9421,50,022

2

Daya pompa = Pw =

dimana:Pw = daya pompa (watt)γ = ρ . g = 1000 kg/m3 . 9,81 m/s2 = 9810 kg/m2s2


efisiensi pompa , diasumsikan 80%

Daya pompa (Pw) =

= 2.058,49 watt = 2,058 kW = 3 kW

5.2 SludgeDrying Bed

1. Kriteria Desain dan Desain Dipilih

Kriteria desain dan desain terpilih dari sludge drying bed dapat dilihat dalam Tabel C.13.

Tabel C.13 Kriteria Desain Pengolahan Sludge Drying Bed


Periode pengeringan (td) 10-15 hari 10 hari

Ketebalan lapisan pasir 230- 300 mm 300 mm

Pasir halus 150 mm

Pasir kasar 75 mm

Ketebalan lapisan lumpur 150-300 mm 300 mm

Koefisien keseragaman (UC) 4

Ukuran Efektif (ES) 0,3-0,75

Jarak antar pipa lateral 2,5-6 m

Kecepatan aliran di underdrain > 0,75 m/detik

Slopeunderdrain 1 %Sumber : Wastewater Engineering, Metcalf & Eddy, 1991

2.Perhitungan

a. Volume lumpur selama 10 hari

V = debit lumpur x td

= 24,52 m3/hari x 10 hari = 245,2 m3

b. Luas permukaan lumpur yang dibutuhkan

As =

Jumlah unit di asumsikan = 10 unit (dengan asumsi waktu pengaliran dari gravity

thickening ke sludge drying bed adalah 2 hari)

C-63

HQ

%80

537,4/detikm 0,037 skg/m 9810 322 m

23

m 817,33 m 0,3

m 245,2

h

V

Dimensi tiap unit adalah:

A

=

= 163,47 m2

Asumsi p : l = 3 : 1

P = 3l

Luas per unit = p x l = 3l2

163,47 = 3l2

l

2 =

l = 7,4 m

p = 22,2 m

c. Volume air yang hilang setelah 10 hari (kadar air berkurang dari 70% menjadi 40%)

Vair = (70 – 40) % x V

= 30 % x 817,33 m3

= 245,2 m3

d. Debit efluen (evaporasi diabaikan)

Qeff = 245,2 m3/10 hari

= 24,52 m3/hari

= 2,84 x 10-4 m3/detik

5.3 Land Treatment

Lumpur dari hasil pengolahan atau pengeringan menggunakan sludge drying bed akan diolah

dengan menggunakan metode land treatment, yaitu metoda yang menggunakan kemampuan

asimilasi tanah dalam mendegradasi limbah. Metode land treatment ini menggunakan lahan

C-64

m 5

m 817,33 3

m 3

m 163,47 3

yang cukup luas. Oleh karena itu dibutuhkan daerah spreading area yang berada di lokasi

fasilitas BPAB.

VI. Mass Balance

Mass balance dari Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) dapat dilihat pada Tabel C.14.

Tabel C.14 Mass Balanced Instalasi Pengolahan Air Limbah

No Unit Pengolahan SatuanParameter

TSS BOD COD Fosfat

1 Saluran pembawa mg/L 520 355 890 2

2 Grit Chamber mg/L 468 337,25 845,5 2

3 Bak sedimentasi I mg/L 187,2 202,35 507,3 1,6

4 Activated Sludge mg/L 18,72 10,1175 76,095 1,2

5 Bak sedimentasi II mg/L 7,48 6 45,657 0,96


1. Saluran pembawa, bar screen dan tangki aliran rata-rata

a. TSS

Cin= 520 mg/L

Cout = 520 mg/L

b. BOD

Cin= 355 mg/L

Cout = 355 mg/L

c. COD

Cin= 890 mg/L

Cout = 890 mg/L

d. Fosfat

Cin= 2 mg/L

Cout = 2 mg/L

2. Grit Chamber

a. TSS

Cin= 520 mg/L

Cout = 468 mg/L

b. BOD

Cin= 355 mg/L

Cout = 337,25 mg/L

c. COD

C-65

Cin= 890 mg/L

Cout = 845,5 mg/L

n. Posfat

Cin= 2 mg/L

Cout = 2 mg/L

3. Bak Sedimentasi I

a. TSS

Cin= 468 mg/L

Cout = 187,2 mg/L

b. BOD

Cin= 337,25 mg/L

Cout = 202,35 mg/L

c. COD

Cin= 845,5 mg/L

Cout = 507,3 mg/L

d. Fosfat

Cin= 2 mg/L

Cout = 1,6 mg/L

4. Activated Sludge

a. TSS

Cin= 187,2 mg/L

Cout = 18,72 mg/L

b. BOD

Cin= 202,35 mg/L

Cout = 10,1175 mg/L

c. COD

Cin= 507,3 mg/L

Cout = 76,095 mg/L

d. Fosfat

Cin= 1,6 mg/L

Cout = 1,2 mg/L

5. Sedimentasi II

a. TSS

Cin= 18,72 mg/L

C-66

Cout = 7,48 mg/L

b. BOD

Cin= 10,1175 mg/L

Cout = 6 mg/L

c. COD

Cin= 76,095 mg/L

Cout = 45,657 mg/L

d. Fosfat

Cin= 1,2 mg/L

Cout = 0,96 mg/L

5. Gravity Thickening

a. Total SS = 2.922,31 kg/hari

b. Volume lumpur = 24,52 m3/hari

6. Sludge Drying Bed

a. Volume lumpur = 245,2 m3/hari

b. Debit efluen = 2,84 x 10-4 m3/detik

C-67

Lampiran AB Adg - Copy

Documents

Transcript of Lampiran AB Adg - Copy