PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM

DESAIN BANGUNANPENGOLAH AIR MINUM

- UNIT AERASI -

DESAIN BANGUNANPENGOLAH AIR MINUM

- UNIT AERASI -

DETAIL PERENCANAAN BANGUNAN AERASI

Pada Perencanaan ini dipilih aerasi tipe Cascade Towers untuk digunakan dalam perencanaan bangunan pengolahan air minum ini.

Alasan pemilihannya karena sistem tersebut dapat menyisihkan gas CO2, zat organik dan senyawa ammonia.

Ketiga parameter tesebut merupakan parameter yang perlu dipertimbangkan untuk dilakukan pengolahan agar air baku dari sungai dapat dijadikan sebagai air minum.

Tipe

Rata-rata

Transfer

O2

Tinggi Hidrolis

yang

Dibutuhkan m

(ft)

Waktu Kontak

Udara

Waktu

Detensi

Hidrolik

Aplikasi

Spray

Cascade

Multiple-tray

Diffused air

-

-

-

0,5

1,5-7,6 (5-25)

0,9 - 3 (3- 10)

1,5-3 (5-10)

-

1 - 2 detik

0,5 - 1,5 detik

0,5-1,5 detik

10-30 menit

-

-

-

10-30 menit

Penyisihan CO2, kontrol

bau dan rasa, nilai estetik

Penyisihan CO2, kontrol

bau dan rasa, nilai estetik

Penyisihan CO2, kontrol

bau dan rasa

Penyisihan Fe, Mn, CO2,

kontrol bau & rasa,

manajemen reservoir

Karakteristik Alat Aerasi

1. Bak penampungKriteria Desain dan Desain PerencanaanWaktu tinggal (td) = 3 menit = 180 detVolume (V) = Q x td = 0,250 m3/det x 180 det = 45 m3

• Luas permukaan bak ( A )A = V/ h = 45 m3/ 3 m = 15 m2

• Dimensi bakA = P x L = 2L2

Detail Perencanaan

mA

L 74,22

15

2• Maka Lebar Bak

Panjang bak, P = 2L = 2 x 2,74 m = 5,48 mFree board =15 % dari kedalaman = 15 % x 3 m = 0,45 m

Jadi P = 5,48 m = 5,5 m L = 2,74 m = 3 m H = 3 m

2. AERATOR

Kriteria desain dan Perencanaan :

•Menggunakan Cascade Towers•Tinggi setiap tahap cascade = 0,5 m ( Droste, Ronald R,1997 )•Menggunakan 10 tahap untuk 1 unit aerator ( Droste, Ronald R,1997 )•Luas yang dibutuhkan : 4 – 9 m2 ( Droste, Ronald R,1997 ) untuk 100 l/detik diambil 9 m2 (9/100) = 0,09 m2.dtk/l•Debit (Q) = 250 l/s

Perhitungan :

Luas cascade : 0,09 m2.detik/l x 250 l/detik = 22,5 m2

Dimensi cascadePanjang (P) : Lebar (L) = 1 : 1

X = P . L22,5 = L . LL = 4,7 m ; P = 4,7 m

Tinggi cascade = 0,5 m . 10 = 5 m

Jadi dimensi cascade towers yang dibutuhkan :•Panjang = 4,7 m = 5 m•Lebar = 4,7 m = 5 m•Tinggi = 5 m•Panjang tiap tahap = 0,47 m = 0.5 m

Tenaga pompaZ2 – Z1 = 4,25 m

p = 0,15 mL = 4 mQk = 0,1 m3/s

Kehilangan tekanan sepanjang pipa

2. POMPA

HM = 4.

15,0.120.2785,0

1,0.

..2785,0

54,0

1

63,2

54,0

1

63,2

L

pC

Q

HW = 0.8724 m

Kehilangan tekanan pada fittingHm = 30% . HM

= 0,3 . 0,8724 = 0,2617 m

Kehilangan tekanan totalHT = (Z2 – Z1) + HM + Hm

= 3 + 0,8724 + 0,2617 = 4.134 m

Tenaga pompa (efisiensi = 75%)

HtQ

P..

=75.0

134,4.1,0.1000= 551,2 kg.m / s

Karena 1 Hp = 75 kg. m/dtk maka daya pompa = 551,2 / 75 = 7.349 Hp

DETAIL PERENCANAAN BANGUNAN KOAGULASI

Kriteria desain tipe koagulasi secara umum dapat dilihat pada tabel 5.4. Berdasarkan kriteria desain tersebut, untuk perencanaan bangunan pengolahan air digunakan koagulasi secara mekanis. Alasannya :1.Efisien untuk debit lebih besar dari 100 L/dtk. 2.Mempunyai range gradien kecepatan yang lebih besar dan pengendalian terhadap besaran gradien hidrolis G cukup mudah3.Melibatkan peralatan mekanik sehingga proses koagulasi dapat berjalan lebih maksimal.4.Biaya efektif dan tidak terlalu mahal5.Dapat digunakan untuk jangka waktu yang cukup panjang

(Sumber : Darmasetiawan, 2001)

Kriteria Desain Tipe Koagulasi

Kriteria Desain Secara hidrolisSecara mekanis

dengan paddle impeler

NRe

Gradien kecepatan

Waktu detensi (td)

Dimensi paddle

Luas paddle

G x td

Headloss (Hf)

Kecepatan aliran

> 10.000

700 - 1000 /dt

< 1 menit

104-106

> 0,6 m

0,2 - 0,5 m/s

> 10.000

250 - 1000 /dt

1 - 3 menit

50 - 80 % x lebar bak

15 – 20 % x lebar bak

104-106

> 0,6 m

0,2 - 0,5 m/s

(Sumber : Darmasetiawan, 2001)

1. BANGUNAN PEMBUBUH KOAGULAN

1.Perencanaan

•Koagulan yang digunakan adalah alum, karena alum bekerja optimal pada pH 6,5 – 8,5 ( Droste, Ronald R,1997 ). •Kadar alum dalam tawas = 60 %•Berat jenis alum, ρal = 2,71 kg/L•Konsentrasi larutan = 10 %•Efisiensi pompa pembubuh, η = 75 %•Direncanakan ada 1 bak pembubuh koagulan dengan debit 200 l/dtk

1. BANGUNAN PEMBUBUH KOAGULAN

2.Perhitungan • Kebutuhan alum dan tawas

Jartest tawas = dosis = 0,6 x TSS (0,9)= 0,6 x 250 mg/L x ( 0,9 )= 135 mg/L

•Kebutuhan tawas per hari,

harikgharikgWt /4860/291660

100

Untuk periode pelarutan 8 jam,

harikgharikgWt /1620/486024

8

• Debit tawas,

dtLhariLLkg

harikg

al

WtQt /1092,6/78,597

/71,2

/1620 3

• Debit air pelarut

dtLharimmkg

harikg

w

WtQw /169,0/624,14

/997

/16201090

1010100

33

• Debit larutan

dtLQwQtQl /176,0169,01092,6 3

• Berat jenis larutan

Lkg

wal

lar /064,1

997,010010100

71,210010

1

10010100

10010

1

• Volume bak

33,36,322536008112,03600 mLtdQlarV

Dimensi Bak Pembubuh Koagulan, dengan asumsi t = 2,5 m

V = ¼ π D2 . t3,3 = ¼ . 3,14. D2 . 2,5D2 = 1,3 m

• Daya pompa

HPWattP

mdtmmNHQlP

029,0188,2

75,0

5,1/10112,0/1077,9 3333

Bangunan Bak Koagulasi

a. Kriteria desain :

• Tipe bangunan : pengadukan dengan paddle, tiap paddle mempunyai 2 blade

• Bentuk Bangunan : Lingkaran Bentuk lingkaran sangat efisien karena lebih mudah dalam perawatan dan

pembersihan serta tidak akan terjadi pengendapan pad sudut-sudut bangunan apabila memakai bentuk lain seperti persegi. Bentuk lingkaran mampu memperkecil headloss.

• Dibuat 2 unit bak, masing-masing 100 l/s• Debit (Q) = 100 l/s = 0,1 m3/s• Waktu detensi (td) = 60 s• Gradien kecepatan (G) = 1000/s• Temperatur (t) = 260C• Viskositas absolut () = 1,028 * 10-5 g detik/cm2

• BJ air (w) = 998,23 kg/m3

• Koefisien drag, Cd = 1,8 dan K = 0,25• Check G x td = 1000 x 60 = 60000 (memenuhi)

b. Dimensi ruang

• Volume bak = 0,1 x 60 = 6 m3

• Diameter (D) : Kedalaman (H) = 2 : 3Jadi Dimensi Tiap Bak adalah : Diameter Bak (d) = 2.25 mTinggi Air (h) = 1.5 mTinggi bak total = h + freeboard = 1,5 + 0,3 = 1,8 m

c. Paddle

•Diameter (p)= 60 % x diameter bak = 60 % x 2,25 m = 1,35 m