Pengolahan Limbah Cair Kertas Dan Pulp Dengan Menggunakan Aerasi Dan Tekanan Filter Karbon Aktif
PERHITUNGAN Aerasi
-
Upload
nanda-elin-junaidi -
Category
Documents
-
view
399 -
download
69
description
Transcript of PERHITUNGAN Aerasi
LAMPIRAN CPerhitungan Pompa Sumur Bor, Aerasi, Sedimentasi, Saringan Pasir Cepat,
Desinfeksi dan Reservoar
C.1 Sumur Bor
C.1.1 Kriteria desain :1. Pompa Submersibel2. Efisiensi pompa : 40 %- 85 % ( Al-layla, 1978)3. Pipa transmisi vertikal : Panjang pipa min 5 m
Jenis pipa GIP4. Kecepatan air dalampipa : 0,6 – 3,0 m/dtk (Morimura)
C.1.2 Kriteria Terpilih1. Jumlah sumur bor yang digunakan : 10 buah2. Debit masing masing sumur : 0,075 m3/dtk3. Fmd : 1,2 – 2 (Al –Layla)4. Fmd digunakan : 1,55. Qmax : Qrata- rata x Fmd
: 0,075 m3/dtk x 1,5: 0,1125 m3/dtk
6. Debit total 10 sumur : 1,125 m3/dtk7. Diameter sumur bor : 300 mm8. Kecepatan air dalam pipa : 3m3/dtk9. Kedalaman sumurbor : 60 m10. Jarak muka air daridasarsumur : 3 m11. Jarak muka air minimum dengan ujung pipa vertikal : 2 m12. Jarak pipa dengan permukaan tanah : 0,5 m13. Panjang pipa a (vertikal) : (3+ 0,5 +1)m
: 4,5 m 14. Asumsi Panjang pipa b (horizontal) : 10 m15. Panjang total pipa : 4,5 m + 10 m
: 14,5 m
C.1.3 Perhitungan1. Perlengkapan pipa : Check valve 1 buah ( k= 1,05)
Gate valve 1 buah (k = 0,2)Air valve 1 buah( k = 0,2)Bend 90 3 buah (k= 0,5) (Kawamura)foot valve1 buah (k= 0,8) (Kawamura)
2. Friction coefficient (f ) : 0,0002-0,002 (Kawamura)3. Efisiensi pompa : 75%
Tabel C.1 Perhitungan PompaSumur Bor
Parameter Rumus Perhitungan Hasil SatuanKriteria Desain
AsumsiV= 1 m/dtk
Luas Permukaan Basah
A = 0,0375
m2
-
Diameter Pipa Hisap
D = D= 0,2 m -
CekLuas Permukaan
A= ¼ π d2 A= ¼ π 0,2 m 2 0,0375m2
-
Cek Kecepatan
V = V =3 m/dtk
0,6 – 3,0 m/dtk....O
K!
Headloss Mayor
Hf = Hf= 0,061 m -
Headloss minor
Hl = 1 check valve + 1 gate valve + 1 air valve + 3 bend 90o
= +
+ +
HI= + + +
+
1,72 m -
Parameter Rumus Perhitungan Hasil SatuanKriteria Desain
+
Head totalHead total= Ha + Hl +Hf +
v2/2gHead total= 14,5m+ 1,72 m + 0,061 m + 32/19,62 m 16,74 m -
Daya Pompa(Nk) =
(Nk)=
409,288
watt-
Daya pompa pasaran
500 watt
C.1.4 Sumur Pengumpul
Kriteria desain:1. Minimal terdiri dari dua sumur pengumpul;2. Waktu detensi (td) minimal 20 menit = 1200 detik;3. Jarak dasar sumur dari muka air minimum 1,52 m;4. Tinggi foot valve dari dasar sumur 0,6 m;5. Tebal dinding dan sumur dan lantai 20 cm;6. Freeboard 0,5 m;7. Debit maksimum 0,06 m3/dt;8. Kemiringan dasar sumur 10% - 20%;9. Sumur pengumpul dilengkapi dengan flow meter;10. Dasar sumur minimum 1 m di bawah permukaan sungai;
Kriteria perencanaan:1. Waktu detensi, td : 1200 det2. Qmaks : 1,225 m3/det3. Muka air maksimum : 5,5 m4. Muka air minimum : 4 m5. Jarak dasar sumur dari muka air minimum : 1,52 m6. Jarak muka tanah dengan m.a. maks : 0,48 m7. Freeboard : 0,5 m
Tabel C.2 Perhitungan Sumur PengumpulParameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan
Jumlah bak 1 buah
Volume (V) V = Q x td V = 1,125 m3/det x 1200 det 1350m3
m3
Kedalaman efektif (He)He = (m.a max – m.a min + jarak dasar sumur ke m.a min)
He = 5,5 m – 4 m + 1,52 m 3,02 m
Luas dasar (As) As = As = 447,1 m2
Dimensi dasar sumur s = s = 21,1mm
Panjang = lebar 21,1 m
Tinggi (t)t = He + jarak muka tanah dengan m.a max + freeboard
t = 3,02 m + 0,48 m + 0,5 m 4 m
5. Pipa outlet = Dair baku 800 mm6. Pipa penguras
Luas penampang pipa pipa (A) A = A = 0,75 m2
Diameter pipa (d) d = d = 0,997
≈ 1mm
D pasaran 800 mmCek perhitungan
Luas penampang pipa menjadi A = A = 0,50 m2
Kecepatan (v) v = v = 2,23 m/det
Sumber: data dan perhitungan PBAM, 2013
C-5
C.2 Aerasi
C.2.1 Kriteria Desain
1. Kecepatan aliran : 0,6 – 3 m/dtk (Kawamura,1991)2. 1 mg O2 dapat menyisihkan 7 mg Fe (Kawamura,1991)
C.2.2 Kriteria Terpilih1. Kecepatan aliran dari sumur bor = 1 m/dtk2. Debit aliran maximum (Qmax) = 1,125 m3/dtkAir dari sumur bor dikumpulkan terlebih dahulu untuk kemudian dialirkan pada sistem aerasi.
C.2.3 Perhitungan
Tabel C.3 Perhitungan Aerasi
Parameter Rumus Perhitungan Hasil SatuanKriteria
Desain
Diameter Inlet AerasiQ 1,125 m3/dtkV 3 m/dtk
A = 0,375 m2
D0,69690
mmm
D pasaran 700 mm
Direncanakan terdiri dari 5 bak, sehingga inlet tiap bakQ total 1,125 m3/dtkQ 1 bak
= = 0,225 m3/dtk
A = 0,083 m2
D0,325
325m
mm
D pasaran 350 mm
Cek kecepatan V = 2,33 m/dtk
Kecepatan aliran : 0,6 – 3 m/dtk
Inlet channel
Volume Qmax x td = x 3 dtk 0,675 m3
Asumsi
Asumsi P : T = 2 : 1Asumsi T = 0,5 m
P = 2T = 0,5 m x 2
1 m2
Luas Bak Penampung
= P x T = 1 m x 0,5 m
0,5 m2
Lebar Bak Penampung
V = P x L x T
L = L = 1,35 m
Parameter Rumus Perhitungan Hasil SatuanKriteria
Desain
Cek Volume Bak
P x L x TFreeboard = 0,2 m
= 1 m x 1,35 m x 0,5 m (tnp freeboard) = 1 m x 1,25 m x (0,5 m + 0,2 m)
0,675 0,945
m3
m3
Cek PenyisihanLogam FeJumlah Fe yg akan disisihkan
= Fe dalam air baku- baku mutu Fe
= 0,5 mg/l - 0,3 mg/l 0,2 mg/l
KonversiQmax
= Qmax x = 0,225 m3/detik x
225 L/dtk
Fe yg akan disisihkan dalam air
(asumsi td : 3 detik)= Qmax x td x 0,2 mg/l
= 225 L/detik x 3 detik x 0,2 mg/l
135 mg
Jumlah O2 utk penyisihan Fe
= = 19,280,019
mgg
Asumsi : Penyisihan Fe menggunakan ¼ dari kandungan O2 terlarut di air Total O2 terlarut u/ penyisihan Fe
= 4 x gram O2 = 4 x 0,019 g 0,076 g
O2 terlarut= =
2,375 x 10-
3 mol
Mol Udara = = 0,011 mol
Vol udara = mol udara x Vstp = 0,011 x 22,4 L 0,253 L
Perhitungan TerjunanAsumsi : vol udara = 0,25 vol air
Volume air = 4 x Volume udara = 4 x 0,253 L1,012
1,012 x 10-
3
Lm3
Asumsi : ketinggian air = 1 cm = 0,01 m
Asumsi P = 1 m , L = 0,5 m, T = 0,5 mHorizontalLuas horizontal = P x T = 1 x 0,5 m 0,5 m2
V horizontal = =
3m/dtk
...... ok!
Volume Terjunan
= (PxLxTair) + (PxTxTinggi air)
= (1 m x 0,5 m x 0,01 m) + ( 1 m x 0,5 m x 0,01 m)
0,01m3
Jumlah terjunan = =
0,1= 1
buahbuah
Perhitungan Luas
Luas I = P x L Luas II = P x TL total = LI + LII
Luas I = 1 m x 0,5 m Luas II = 1 m x 0,5 m
L total = 0,5 m2 + 0,5 m2
Luas I =0,5
Luas II=0,5L total = 1
m2
Cek kecepatan V = Qmax / A = 0,675 m3/detik : 1 m2 0, 675 m/dtkViskositas kinematik (suhu 26 oC) = 0,8885 x 10-6 m/dtk (,)
Parameter Rumus Perhitungan Hasil SatuanKriteria
Desain
Cek Aliran Terjunan
R =
Re =
=
0,167
126871.131
mAliran turbulen >4000.....Ok!!
Panjang 1 Lintasan
= L + T = 0,5 m + 0,5 m 1 m2
Td lintasan = Qmax/ A = 0,675m3/detik : 1 m20,675 dtk
Outlet Channel
Volume Qmax x td = x 3 dtk 0,675 m3
Asumsi
Asumsi P : T = 2 : 1Asumsi T = 0,5 m
P = 2T = 0,5 m x 2
1 m2
Luas Bak Penampung
= P x T = 1 m x 0,5 m
0,5 m2
Lebar Bak Penampung
V = P x L x T
L = L = 1,35 m
Cek Volume Bak
P x L x TFreeboard = 0,2 m
= 1 m x 1,35 m x 0,5 m (tnp freeboard) = 1 m x 1,25 m x (0,5 m + 0,2 m)
0,675 0,945
m3
m3
Diameter Outlet Aerasi
A = 0,675 m2
D0,535
535m
mm
D pasaran 550 mm
Perhitungan pH:
Logam Fe
Persamaan reaksi:4Fe3+ + O2 + 10H2O 4Fe(OH)3 + 8H+
Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH-
mol O2 setara dengan 4 mol Fe(OH)3 , sehingga :
mol Fe(OH)3 = 4 x mol O2 = 4 x 0,011 mol = 0,044 mol
1 mol Fe(OH)3 setara dengan 1 mol Fe3+ dan 3OH-, sehingga :
mol Fe3+ = 1 x mol Fe(OH)3 = 1 x 0,044 mol = 0,044 mol
mol OH- = 3 x mol Fe(OH)3 = 3 x 0,044 mol = 0,132 mol
Tabel C.4 Perhitungan pH
Paramete
rRumus Perhitungan Hasil
Satua
n
Kriteri
a
Desain
Perhitungan
Molar Fe(OH)3 = n/V = 0,044 mol /675 L 6,51 x 10 -3 mol/L
Fe3+= n/V = 0,044 mol /675 L 6,51 x 10 -3 mol/L
OH- = n/V = 0,132 mol /675 L 1,95 x 10 -4 mol/L
OH- Kb = [Fe +3 ][OH - ] 3
[Fe(OH)3]= [ 1,08 x 10 -3 ][ 3,25 x 10 -3 ] 3 [1,08 x 10 -3]
3,82 x 10 -8
pOH = - log Kb = - log 3,82 x 10 -8 7,41
pH = 14 – Poh = 14 – 7,41 6,58
C.3 Sedimentasi
C.3.1 Kriteria Desain(*Kawamura, 1991, **Davis, 2010)
Kriteria desain bangunan sedimentasi adalah sebagai berikut:1. Vo = 3,8-7,5 m/jam*
= 1,056x10-3-2,083x10-3
2. H = 3,6-4,5 m*3. p : l = (4:1)-(6:1)*4. Re < 2000*5. Fr ≥ 10-5*6. V = 3-6 m/det*7. Vflok = 0,15-0,4 m/det*8. Panjang tube settler = 0,05 m*9. Tinggi tube = 0,5-2 m **10. θ = 45% - 60%*11. Slope bak = 2% - 6%*12. Weir loading = 3,8-15 m3/m2.jam*13. Kandungan solid dalam lumpur = 1,5 %*14. Lama pengurasan = 5 menit = 300 det*15. Waktu pengurasan = 1 x sehari*16. Kecepatan pengurasan = 0,5 m/det*17. Q bak = 0,15 m3/det*18. Qunderdrain = 2% x Qbak
= 0,02 x 0,563 m3/det= 1 x 10-2 m3/det
19. Panjang = lebar, dan volume lumpur = volume limas20. Qorifice terdekat dengan terjauh 90%*21. Diameter orifice = 0,1-0,15 m22. Kecepatan orifice = 0,2 m/det23. Jumlah orifice = 10 buah24. Perbandingan muka air terdekat dengan terjauh = 0,01 m25. Kecepatan inlet cabang = 1 m/det26. Q tiap bak = 0,15 m3/det
27. Flume dilengkapi 6 orifice28. Lebar Flume = 50 cm29. Menggunakan V-notch 900
30. Jarak antar V-notch = 20 cm31. Lebar pelimpah = 30 cm32. Lebar saluran pengumpul = 30 cm33. Weir loading = 13 m3/m/h
= 3,61 x 10-3 m3/m/det34. Kecepatan saluran pelimpah = 0,3 m/det35. Kecepatan saluran pengumpul = 1 m/det
C.3.2 Kriteria Terpilih
Desain perencanaan untuk unit sedimentasi ini adalah sebagai berikut:1. Tipe unit sedimentasi yang direncanakan adalah bak persegi2. Bak pengendap ini direncanakan akan dibuat sebanyak 10 bak3. (Q/A): 5 m/jam = 1,389 x 10-3
4. Tinggi bak (H) = 4 m5. Panjang: lebar = 4 : 1 6. Waktu pengurasan = 1 hari sekali7. Suhu = 25º C
8. Viskositaskinematik ) = m²/dtk
9. Kemiringan plate (α) = 60º10. N Re = < 200011. N Fr = > 10-5
12. Debit (Qmax) = 1,125 m³/dtk
Asumsi data:1. Tipe unit sedimentasi yang direncanakan adalah bak persegi2. Bak pengendap ini direncanakan akan dibuat sebanyak 10 bak3. Panjang: lebar permukaan tube settler = 1: 1 4. Tinggi plate (h) = 0,55 m5. Tebal plate (t) = 0,005 m
C.3.3 Kecepatan pengendapan
Sebuah test batch dengan ketinggian 3 m didapatkan data penyisihan TSS untuk setiap pengukuran. Data tersebut dapat dilihat pada tabel berikut ini.
Tabel C.5 Persentase Penyisihan TSS pada Setiap PengukuranKedalaman
(m)Waktu Sampling (menit)
0 10 20 30 45 60 902 0 28 48 68 70 85 884 0 18 39 50 56 66 826 0 18 25 34 53 59 738 0 12 27 31 41 53 6210 0 A A A a A A
Berikut ini grafik isokonsentrasi dari sedimentasi klarifikasi tipe II dengan kedalaman 10 ft (3 m).
Gambar C.1 Grafik Isokonsentrasi dari Hasil Test Batch
Direncanakan efisiensi bak pengendap adalah 60 %. Asumsi waktu detensi untuk mengendapkan partikel adalah selama 97 menit, maka efisiensi penyisihan TSS adalah:Iterasi 1:td = 97 menit
74,4 %
Iterasi 2:td = 37 menit
= 33,08%
Jika td yang diinginkan adalah 45 menit maka efisiensi penyisihan TSS dapat diketahui
dengan cara interpolasi, yaitu 40,79 %
Cek kecepatan pengendapan:
= 0,067 m/menit = 4 m/jam (3,8-7,7 m/jam)......OK!
C.3.4 Bak Pengendap
Direncanakan hanya 10 bak sedimentasi yang akan digunakan dan keduanya beroperasi secara bersamaan. Debit masing-masing bak adalah 0,113 m3/dtk.
Tabel C.6 Perhitungan Dimensi Bak SedimentasiParameter Rumus & Perhitungan Hasil SatuanDimensi BakA 101,35 m2
p, l, h p : l =4 : 1p = 4lAsumsi h = 4 mA = p x lA = 4 l2
l =
l = 5,03p = 20,13
h = 4
Mmm
Cek AliranVh 5,62x 10-3 m/det
R 1,54 M
NRe < 2000
9643>2000...Tidak OK
NFr >10-5 2,1 x 10-6<10-5..Tidak
OK Tube settlerv 1,85x10-4 m/det
Q tube settler Asumsi tube settler yang
digunakan adalah 200
buah
5,65 x 10-4 m3/det
As tube settler
vQ
A3,05 m2
Asumsi bentuk penampang tube settler adalah persegiPanjang dan lebar tube settler (w)
A = s x s s = 1,75 M
Lebar efektif tube (w')
sin
w'w 2,02 M
Direncanakan tube settler di letakkan sebanyak 10 lapis dan jumlah tube settler di sisi lebar bak adalah 20 buahJari – jari hidrolis (R)
kllbasah
luasbasahR
0,5 M
Cek perhitunganBilangan Reynold
RveNR
103,06 < 2000...OK
Bilangan Froude
1,42 x 10–5 >10-5...OK
Ktrl scouring
v< 18 vo1,85 x 10–4/ 18 (1,11x10-3) 0,01 <18...OK
Cek jika salah satu bak dikurasv
totaltubeLuas
Qv
2,05 x 10–4 m/dtk
Parameter Rumus & Perhitungan Hasil SatuanCek terhadap Q/A
1,23 x 10–3 OK
Cek thd bil. Reynold υ
RvαeNR 45,68
< 2000...OK
Cek thd bil. Froud
1,62 x 10–5 >10-5...OK
Dimensi Bak PengendapPanjang tot bak
= Panjang bak + (jumlah tube x panjang tube )
= 20,13 +(10 x 0,05) 20,63 M
Lebar bak 5,03 MTinggi tot bak
tinggi bak + freeboardh = 4 + 0,5 4,5
M
C.3.5 Ruang Lumpur
Data:1. Q max tiap bak = 0,113 m3/dtk 2. Kandungan solid dalam lumpur = 1,5 %
Kriteria perencanaan1. Lama pengurasan = 5 menit = 300 dtk2. Waktu pengurasan = 12 jam3. Kecepatan pengurasan = 0,5 m/dtk
Hasil perhitungan ruang lumpur dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel C.7 Perhitungan Ruang LumpurParameter Rumus & Perhitungan Hasil Satuan
Volume lumpur
3600 73,22 m3
Efisiensi bak pengendap adalah 40,79 %Volume lumpur sebenarnya
Vol s = 65 % x Vol Lumpur Vol s = 40,79 % x 73,22 29,87 m3
Debit lumpur (Ql)
0,1 m3/det
Panjang ruang lumpur = lebar ruang lumpur = lebar bak pengendap = 5,03 mTinggi lumpur (h)
Vol s = A x h 1,18 m
Luas penampang pipa penguras
v
QA
0,2 m2
Diameter pipa penguras
4
2dπA
d =
0,50500
mmm
C.3.6 Zona Inlet
Asumsi data:1. Kecepatan inlet cabang = 1 m/dtk2. Q tiap bak = 0,113 m3/dtk3. Kecepatan aliran di saluran inlet = 0,2 m/dtk4. Kecepatan aliran saat melimpah = 0,3 m/dtk
Hasil perhitungan dimensi inlet dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel C.8 Perhitungan Dimensi Inlet Bak Sedimentasi
Parameter Rumus & Perhitungan Hasil SatuanDimensi pipa inlet cabang dan utamaLuas penampang pipa cabang (A) v
QA
0,113 m2
Dimensi pipa inlet cabang
A4d
0,38 m
Diameter pasaran 400 mmCek kec. inlet cabang 2dπ4/1
QV
0,90 m/det...OK
Diameter inlet utama (asumsi) = 1200 mmKec. inlet utama
2dπ4/1
QV
0,99 m/det…OK
Dimensi saluran inletAsumsi panjang saluran inlet = lebar bak = 11,26 m, lebar saluran inlet = 1 mTinggi muka air 0,11 m
Ketinggian saluran inlet minimal = ketinggian muka air, oleh karena itu untuk safety factor di tambahkan freeboard = 0,5 m. Jadi tinggi saluran inlet = 0,65 mTinggi pelimpah 0,07 m
C.3.7 Zona Outlet
Kriteria perencanaan1. Menggunakan V-Notch 900
2. Jarak antar V-notch = 20 cm3. Lebar pelimpah = 30 cm4. Lebar saluran pengumpul = 30 cm5. Weir loading = 3,61 x 10-3 m3/m/det6. Kecepatan saluran pelimpah = 0,3 m/det7. Kecepatan saluran pengumpul = 1 m/det
Hasil perhitungan dimensi outlet dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel C.9 Perhitungan Dimensi Outlet Bak Sedimentasi
Parameter Rumus & PerhitunganHasi
lSatuan
Dimensi Saluran PelimpahPanjang pelimpah
31,3 m
Jumah sal. Pelimpah
7 Buah
Panjang 1 saluran pelimpah
p = lebar bak- lebar pengumpul p = 5,03 – 0,3 4,73 M
Asumsi jarak antar pelimpah 2 mDebit untuk 1 sal. pelimpah
0,019
m3/det
Tinggi muka air sal. pelimpah
0,013
M
Tinggi sal Tinggi sal pelimpah = h = 0,013 + 0,05
0,06 M
Parameter Rumus & PerhitunganHasi
lSatuan
pelimpah (h) tinggi m.a sal pelimpah + freeboard 1Perhitungan v-notchJmlh v-notch 1 sal. pelimpah
24 Buah
Jumlah total v- notch
n tot = jmlh v-notch x jmlh sal. Pelimpah n tot = 24x 7 168 Buah
Direncanakan v-notch diletakkan di kedua sisi saluran pelimpah, sehingga untuk satu sisi saluran pelimpah terdapat 10 v- notchQ tiap v-notch yang masuk ke dalam 1 sal. Pelimpah
7,9 x 10-4
m3/det
Tinggi air pada v-notch
Q v-notch = 1,417 H5/2 0,05 M
Asumsi kedalaman v-notch = 10 cmPerhitungan Saluran PengumpulDebit saluran pengumpul
Q sal pengumpul = 0,019x7
0,133
m3/det
Panjang sal. pengumpul (p)
p sal pengumpul = (lebar sal pelimpah + jarak
antar sal pelimpah) 4
p sal pengumpul = (0,3 + 2) 4
9,2 m
M
Tinggi saluran pengumpul = tinggi saluran pelimpah = 0,06 mDimensi Saluran OutletAsumsi panjang saluran outlet = lebar bak = 5,03m, lebar saluran outlet = 1 mTinggi muka air
0,11 M
Ketinggian saluran outlet minimal = ketinggian muka air, oleh karena itu untuk safety factor di tambahkan freeboard = 0,5 m. Jadi tinggi saluran outlet = 0,61 mTinggi pelimpah
0,07 M
Diameter pipa outlet = diameter pipa inlet = 1200 mm
Gambar C.2 Skema Ruang Lumpur
C.4 Saringan Pasir Cepat
Kriteria standar perencanaan saringan pasir cepat (Kawamura, 1991***/ Darmasetiawan, 2001*, Al-layla, 1980 dan dalam buku ajar PBPAM**** adalah:Kehilangan tekanan pada media pasir dan penyangga:1. Jumlah bak = 1,2 Q0,5***2. Effective sizeantrasit = 0,4 – 1,4*;3. Effective size pasir (ES) = (0,4-1,0) mm*;4. Effective size kerikil (ES) = (0,4-1,4) mm*;5. Sphericity pasir (Φ) = 0,92*;6. Sphericity kerikil (Φ) = 0,72*;7. Porositas pasir (ε) = 0,42*;8. Porositas kerikil (ε) = 0,55*;9. Kecepatan filtrasi = (7-10) m/jam***;10. Tebal media pasir = (0,6-1)* m;11. Tebal media kerikil = (0,15-0,3)* m;12. Diameter kerikil = (3-60) mm;13. Pencucian pasir = (1-3) bulan sekali****.
Kehilangan tekanan pada saat underdrain (Fair & Geyer, 1968):1. Rasio luas orifice dengan luas area filter = 0,5-0,2 %;2. Rasio luas pipa lateral dengan luas orifice = (2-4) : 1;3. Rasio luas manifold dengan luas lateral = (1,5-3) : 1;4. Diameter orifice = (¼-¾) inchi;5. Jarak orifice dengan manifold = (3-12) inchi;6. Jarak antar orifice = (3-12) inchi.
C.4.1 Perhitungan Dimensi Bak Filtrasi
Debit (Q) = 1,125 m3/det = 25,67 MGDKriteria desain:P : L = 2 : 1Kecepatan filtrasi = 7m/jam = 2,22x 10-3 m/detJumlah bak = 1,2 Q0,5 = 1,2 x (25,67 MGD)0,5 = 6,07 ≈ 6 bak
Pada buku Kawamura dituliskan bahwa jika debit air yang akan diolah lebih dari 2 MGD maka jumlah bak minimum yang digunakan adalah 4 bak. Oleh karena itu direncanakan akan memakai 6 bak.
Tabel C.10 Perhitungan Dimensi Bak FiltrasiParameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan
Debit tiap filter (Qf)
Qf = Qf = 0,187 m3/det
Luas tiap unit filter (A)
A = A= 84,23 m2
Dimensi filter =
A = P x LA = 2 L2
Lebar filter (L) L = L = 6,48
≈ 6,5mm
Panjang filter (P) P = P = 12,95≈ 13
mm
Luas menjadi A = P x L A = 13 m x6,5 m 84,5 m2
Cek perhitungan
Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan
Kecepatan (v)v = v =
2,2 x 10-3
= 7,96m/detm/jamOK
Cek, jika salah satu bak dikuras
Kecepatan (v) v= v = 2,6 x 10-3
= 9,58m/detm/jamOK
C.4.2 Perhitungan Sistem Inlet Bak Filtrasi
Kecepatan pada pipa inlet = (0,6-1,2) m/det ( Al-Layla).
Tabel C.11 Perhitungan Sistem InletParameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan
Pipa inlet
Luas penampang pipa (A)
A = A = 1,125 m2
Diameter pipa (d) d = d = 1,197
≈ 1197mmm
D pasaran 1200 mmCek perhitungan
Kecepatan pada pipa inlet
v = v = 0,99 m/det OK
Pipa inlet Cabang
Luas penampang pipa (A)
A = A = 0,187 m2
Diameter pipa (d) d = d = 0,488≈ 488
mmm
D pasaran 500 mmCek perhitungan
Kecepatan pada pipa inlet cabang
v = v = 0,196 m/det OK
SaluranJumlah saluran 6 BuahLebar saluran 0,5 MPanjang saluran = lebar bak = 6,5 mCek perhitungan
Kecepatan pada saluran inlet
v = v = 0,057 m/det
C.4.3 Perhitungan Sistem Underdrain Bak Filtrasi
1. Underdrain bak filtrasi = tipe perpipaan manifold dan lateral2. Luas media filter = 84,5 m2;
Ditentukan dari kriteria desain:1. Rasio luas orifice dengan luas area filter = 0,25 %;2. Rasio luas pipa lateral dengan luas orifice = 4 : 1;3. Rasio luas manifold dengan luas lateral = 3 : 1;4. Diameter orifice= ¾ inchi = 1,905 cm;5. Jarak antar lateral(w) = 30 cm;
6. Panjang pipa manifold= panjang bak = 13 m.
Tabel C.12 Perhitungan Sistem UnderdrainParameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan
D orifice(Do) 1,905 cm = 0,01905 m
Luas orifice (Aorifice) Aorifice = ¼ π d2 A= 2,8 x 10-4 m2
Luas bukaan total orifice (ATO)
ATO = 0,25 % x luas filter ATO = 0,25 % x 84,5 m2 0,211 m2
Jumlah lubang orifice (nO)
nO = n = 754 Buah
Luas bukaan total lateral (ATL)
ATL = 4 x Aorifice ATL = 4 x 0,00028 m2 0,00112 m2
Diameter pipa lateral (d) d = d = 0,038= 38
mmm
D pasaran 50 mmLuas bukaan total manifold (ATM)
ATM = 3 x ATL ATM = 3 x 0,00112 m2 0,00336 m2
Diameter pipa manifold (dm)
dm = dm = 0,068= 68
mmm
D pasaran 100 mm
Panjang pipa lateral (Pl)PL =
Lebar Bak– dm
PL = 3,2 m
Jumlah pipa lateral di salah satu pipa manifold (nL)
nL = nL = 43 buah
Karena pipa lateral terletak di sisi kiri dan sisi kanan pipa manifoldmaka jumlah pipa lateral total menjadi dua kalinyaJumlah pipa lateral total (nTL)
nTL = 2 x nL = 2 x 43 86 Buah
Jumlah orifice tiap lateral (nO/L)
no/r = nor = 9 buah
Jarak antar titik tengah orifice
= = 0,355 m
Jarak orificeke dinding dan ke pipa manifold
=0,5 x jarak antar titik tengah orifice
= 0,5 x 0,355 0,1775 m
Gambar C.3 Sistem Underdrain
C.4.4 Perhitungan Sistem Outlet Bak Filtrasi
Air hasil filtrasi ditampung dalam bak pengumpul, dan selanjutnya dialirkan ke unitreservoar.
Tabel C.13 Perhitungan Sistem Outlet
Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan
RuangpengaturanKatupdariunderdrain
Lebarruangan 1,5 m
Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan
Panjangruangan = lebarbak 6,5 mTinggiruangan = tinggibak 3 mBakPengumpulDirencanakan terbagi menjadi 2 kompartemen
Td 600 det
Volume bak (V tot) V tot = Qf x td V = 0,187 m3/det x 600det 112,2 m3
Panjang bak pengumpul = lebar bak 6,5 m
Lebar kompartemen pertama 3,25 m
Tinggi air di kompartemen pertama (ho-1)
(ho-1) = Hbak filtrasi – HLsaat filtrasi
(ho-1) = 3,1 m – 0,181 m 2,919
Volume air di kompartemen pertama (Vol 1)
Vol 1 = P x L x t 6,5m x 3,25 m x 2,919 m 61,664 m3
Direncanakan menggunakan alat ukur debit berupa V-notch 90o diantara kompartemen pertama dan kedua
JumlahV-notch per meter 5 Buah/m
JumlahV-notch total (nv)nv = Pg x 5 buah/meter
Nv-notch = 6,5 m x 5 buah/m
32 Buah
Debit tiap V-notch (Qv) Qv = Qv = 5,84 x 10-3 m3/det
Headloss saat melalui V-notch (Hlv)
HLv= HLv = 0,162 m
Tinggi air di kompartemen ke dua (ho-2)
(ho-2) = ho-2 - Hlv (ho-2) = 2,919 m – 0,162 m 2,757 m
Volume air di kompartemenkedua (Vol 2)
Vol 2 = V tot – Vol 1
Vol 2 = 112,2 – 61,664 50,536 m3
Volume total bak pengumpul Vol total= 6 x vol 2
Vol total = 6 x 50,536 303,216 m3
Panjang bak pengumpul = 6 x lebar bak Pnjng bak pengmpul = 6 x 6,5
39 m
Lebar bak kompartemen kedua Lo-2 = L = 2,820 m
Dimensi pipa outlet = dimensi pipa inlet
1200 mm
C.4.5 Media filtrasi
Media filtrasi yang digunakan terdiri dari (Departemen PU, 2007):1. Media penyaring bagian atas digunakan antrasit dengan diameter 0,82 – 1,8 mm;2. Media penyaring bagian bawah digunakan pasir dengan diameter 0,44 – 1,1 mm;3. Media penyangga digunakan kerikil dengan diameter 2 – 25mm.
Tabel C.14 Kedalaman FilterNo Kedalaman Kriteria desain (m) Desain terpilih (m)
1. Tinggi bebas 0,2 – 0,3* 0,32. Tinggi air d iatas media penyaring 0,9 – 1,6** 1,5
Tebal lapisan antrasit 0,4*** 0,43. Tebal pasir penyaring 0,3 0,3
No Kedalaman Kriteria desain (m) Desain terpilih (m)4. Tebal kerikil penahan 0,5 0,55. Underdrain 0,1 – 0,2* 0,1
Total 2,4 – 5*** 3,1Sumber: Revisi SNI 03-3981-1995*
Al-layla, 1980**Buku Ajar BPAM***Darmasetiawan****
Susunan lapisan media dari yang paling atas sampai lapisan yang paling bawah dengan ketebalan total lapisan 110 cm terdiri dari:1. Antrasit diameter 0,82 – 1,8 mm dengan ketebalan 40 cm;2. Pasir diameter 0,45 – 1,1 mm dengan ketebalan 30 cm;3. Kerikil diameter 2 - 5mm dengan ketebalan 10 cm;4. Kerikil diameter 5 – 9 mm dengan ketebalan 10 cm;5. Kerikil diameter 9 – 16 mm dengan ketebalan 15 cm;6. Kerikil diameter 16 - 25 cm dengan ketebalan 15 cm.
C.4.6 Perhitungan Headloss Media Filter
1. Media Penyaring (Antrasit)
Digunakan Material Antrasit dan suhu operasionalnya adalah 25oCKriteria desain:a. Viskositas kinematik (ν) = 0,898 x 10-2 cm2/det;b. Kecepatan filtrasi (Vs) = 7,56 m/jam = 0,21 cm/detc. Tebal lapisan media = 40 cm = 0,4 m;d. Sphericity (Ф) = 0,6;e. Porositas (ε) = 0,6;f. Gravitasi (g) = 9,81 m/det2 = 981 cm/det2.
NRe = ,CD = untuk Nre<1,9 ,CD = untuk 1,9<Nre<500, CD x
Tabel C.15 Perhitungan Headloss pada AntrasitKetebalan (cm) Dp (cm) Fraksi Berat (%) X NRe CD Cd x (X/Dp) (1/cm)
0,08 0,09 20,00 1,27 18,89 41,720,08 0,11 20,00 1,50 15,95 29,750,08 0,12 20,00 1,72 13,94 22,710,08 0,14 20,00 1,97 12,33 17,590,08 0,16 20,00 2,31 11,21 13,640,4 100 125,41
Headloss (HL) = x
= x
= 3,094 cm = 0,03094 m
2. Media Penyaring (Pasir)
Digunakan Material Pasir Bangka dan suhu operasionalnya adalah 25oCKriteria desain:a. Viskositas kinematik (ν) = 0,898 x 10-2 cm2/det;b. Kecepatan filtrasi (Vs) = 7,56 m/jam = 0,21 cm/detc. Tebal lapisan media = 30 cm = 0,3 m;
d. Sphericity (Ф) = 0,92;e. Porositas (ε) = 0,42;f. Gravitasi (g) = 9,81 m/det2=981 cm/det2.
NRe = ,CD = untuk Nre<1,9 ,CD = untuk 1,9<Nre<500,
CD x
Tabel C.16 Perhitungan Headloss pada Pasir
Ketebalan (cm) Dp (cm) Fraksi Berat (%) X NRe CDCd x (X/Dp)
(1/cm)0,06 0,09 20,00 1.08 22.22 88.530,06 0,11 20,00 1.32 18.21 59.460,06 0,12 20,00 1.53 15.74 44.400,06 0,14 20,00 1.77 13.58 33.050,06 0,16 20,00 2.14 11.72 23.550,3 100 249.00
Headloss (HL) = x
= x
= 12,52 cm = 0,1252 m
3. Media Penyangga (Kerikil)Digunakan Kerikil dengan suhu operasional 25oCKriteria desain:a. Viskositas kinematik (ν) = 0,898 x 10-2 cm2/det;b. Kecepatan filtrasi (Vs) = 0,3 m/jam = 0,0083 cm/detc. Sphericity (Ф) = 0,94;d. Porositas (ε) = 0,39;e. Tebal lapisan media = 50 cm = 0,5 m;f. Diameter Kerikil (Dp) = (0,2-2,5) cm;g. Gravitasi (g) = 9,81 m/det2.
NRe = ,CD = untuk Nre<1,9 , CD = untuk 1,9<Nre<500,
CD x
Tabel C.17 Perhitungan Headloss pada Kerikil
Ketebalan (cm) Dp (cm) Fraksi Berat (%) X NRe CDCdx (X/Dp)
(1/cm)0,1 0.32 20.00 6.95 5.78 3.660,1 0.67 20.00 14.75 3.68 1.10
0,15 1.20 30.00 26.38 2.60 0.650,15 2.00 30.00 43.96 1.91 0.290,5 100 5.69
Headloss (HL) = x
= x
= 0,63 cm = 0,0063 m
C.4.7 Perhitungan Headloss pada Underdrain Saat Filtrasi
Kriteria desain:1. Faktor gesekan pipa (f) = 0,02;2. C = 0,6.
Tabel C.18 Perhitungan Headloss pada UnderdrainParameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan
Debit air tiap orifice (Qor)
Qor =
Qor = 2,48 x 10-4 m3/det
Kecepatan aliran melalui orifice (Vor)
v = v = 0,88 m/det
Kehilangan tekanan pada orifice (HL orf)
HL orf = HLorf = 0,011 M
Kehilangan tekanan pada lateral (HL lateral)
HLlateral = HLlateral = 3,2 x 10-8 M
HL lateral sebenarnya
HLlateral = HLlateral x
jumlah pipa lateral
HLlateral = (3,2 x 10-8 m) x 86 9,23 x 10-7 M
Kehilangan tekanan pada manifold (HL manifold)
HLmanifold= HLmanifold = 6,54 x 10-8 M
HL total pada saat filter beroperasi
HLtotal = HLAntrasit + HLpasir + HLkerikil + HLorifice+ HLlateral + HLmanifold
HLtotal = (0,0394 m) + (0,1252 m) + (0,0063m) + (0,011 m) + (9,23 x 10-7 m) + (6,54 x 10-7m)
0,181 M
C.4.8 Saluran Penampung Air Backwash
Kecepatan backwash (vb) = 25 m/jam = 6,94 x 10-3 m/dtk;Luas permukaan filter = 84,5 m2
Direncanakan dibuat dua buah gutter dengan pelimpah berupa V-notch pada kedua sisinya.
Tabel C.19 Perhitungan Saluran Penampung Air Backwash Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan
Debit backwash (Qb)
Qb = Vs x A Qb = 6,94 x 10-3 m/det x 84,5 m2 0,586 m3/det
Jumlah saluran gutter
2 Buah
Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan
Debit masing-masing gutter (Qg)
Qg =
Qg =
0,293 m3/det
Lebar Salur gutter (Lg)
0,5 M
Panjang salurangutter (Pg)
Pg= panjang bak filtrasi Pg = 13 m 13 M
Jumlah V-notch per meter
5 Buah/m
Jumlah V-notch total (nv)
nv = Pg x 5 buah/meter Nv-notch = 13 m x 5 buah/m 65 Buah
Debit tiap V-notch (Qv)
Qv = Qv = 4,5 x
10-3 m3/det
Tinggi air pada v-notch (H)
H = H =
0,0121,2
mcm
Ketinggain V-notch (Hv)
80,08
cmm
Qg qg = qg = 1,172 m3/det/m
Kedalam kritis (yc)
Yc = Yc = 0,493 M
Kedalaman air di awal gutter (Ho)
Ho =
Ho =
2,52 M
Ketinggian saluran pelimpah total (H)
H = Ho +Hv H = 2,52 m +0,012 m 2,532 M
Panjang gullet
6,5 M
Lebar gullet(Lgl)
0,5 M
Qgl qgl = qgl = 1,172 m3/det/m
Kedalam kritis (yc)
Yc = Yc = 0,52 M
Kedalaman air di awal gutter (Ho)
Ho = Ho =
0,82 m
Freboard (fb) 0,15 MKetinggian saluran pelimpah total (H)
H = Ho +fb H = 0,82 m +0,15 m 0,97 M
C.4.9 Kehilangan Tekanan Pada saat Backwash dan Tinggi ekspansi
1. Media Penyaring (Antrasit)
Digunakan Material Antrasit Bukit Asam dan suhu operasionalnya adalah 25oCKriteria desain:a. Viskositas kinematik (ν) = 0,898 x 10-2 cm2/det;b. Kecepatan filtrasi (Vs) = 7,56 m/jam = 0,21 cm/detc. Tebal lapisan media = 40 cm = 0,4 m;d. Sphericity (Ф) = 0,6;e. Porositas (ε) = 0,6;f. Berat jenis (Ss) = 1,5;g. Gravitasi (g) = gc = 9,81 m/det2 = 981 cm/det2.
Headloss (hf) =
=
= 0,08 m
Ut =
CD =
Nre =
Dengan mensubsitusikan ke tiga persamaan di atas di dapat persamaan baru yaitu.
Ut = 1684,117 x Dp0,727038, dimana nilai Dp yang dimasukkan dalam satuan cm.
Tabel C.20 Perhitungan Tinggi ekspansi pada AntrasitKetebalan (cm) Dp (cm) Fraksi Berat (%) X Ut ee (X/(1-ee)
0,08 0,09 20,00 293.77 0.66 0.590,08 0,11 20,00 332.20 0.65 0.560,08 0,12 20,00 366.46 0.63 0.540,08 0,14 20,00 403.62 0.62 0.520,08 0,16 20,00 453.05 0.60 0.500,4 100 2.73
Tinggi Ekspansi(Le) = L x (1-e) x
= 40 cm x (1-0,6) x 2,73= 43,68 cm = 0,4368 m
2. Media Penyaring (Pasir)Digunakan Material Pasir Bangka dan suhu operasionalnya adalah 25oCKriteria desain:a. Viskositas kinematik (ν) = 0,898 x 10-2 cm2/det;b. Kecepatan filtrasi (Vs) = 7,56 m/jam = 0,21 cm/detc. Tebal lapisan media = 30 cm = 0,3 m;d. Sphericity (Ф) = 0,92;e. Porositas (ε) = 0,42;f. Berat Jenis (Ss) = 2,65g. Gravitasi (g) = 9,81 m/det2 = 981 cm/det2.
Headloss (hf) =
=
= 0,261 m
Ut =
CD =
NRe =
Dengan mensubsitusikan ketiga persamaan di atas di dapat persamaan baru yaitu,Ut = 1684,117 x Dp0,727038 , dimana nilai Dp yang dimasukkan dalam satuan cm.
Tabel C.21 Perhitungan Tinggi ekspansi pada PasirKetebalan (cm) Dp (cm) Fraksi Berat (%) X Ut ee (X/(1-ee)
0,06 0,09 20,00 191.31 0.73 0.740,06 0,11 20,00 221.09 0.71 0.680,06 0,12 20,00 245.86 0.69 0.640,06 0,14 20,00 273.71 0.67 0.610,06 0,16 20,00 314.59 0.65 0.580,3 100 3.25
Tinggi Ekspansi(Le) = L x (1-e) x
= 30 cm x (1-0,42) x 3,25= 56,62 cm = 0,5662 m
3. Media Penyangga (Kerikil)Digunakan Kerikil dengan suhu operasional 25oCKriteria desain:a. Viskositas kinematik (ν) = 0,898 x 10-2 cm2/det;b. Kecepatan filtrasi (Vs) = 0,3 m/jam = 0,0083 cm/detc. Sphericity (Ф) = 0,94;d. Porositas (ε) = 0,39;e. Tebal lapisan media = 50 cm = 0,5 m;f. Diameter Kerikil (Dp) = (0,2-2,5) cm;g. Gravitasi (g) = 9,81 m/det2.
NRe = ,CD = untuk Nre<1,9 , CD = untuk 1,9<Nre<500, fi
= 150 , fi x
Tabel C.22 Perhitungan Headloss pada Kerikil
Ketebalan (cm) Dp (cm) Fraksi Berat (%) X NRe Fifi x (X/Dp)
(1/cm)0,1 0,32 20,00 6,95 14,91 9,430,1 0,67 20,00 14,75 7,96 2,37
0,15 1,20 30,00 26,38 5,22 1,300,15 2,00 30,00 43,96 3,83 0,570,5 100 13,68
Headloss (HL) = x
= x
= 0,336 cm = 0,00336 m
4. Sistem UnderdrainKriteria desain:a. Diameter Orifice (ν) = 0,01905 mb. Luas Orifice = 2,8 x 10-4 m2
c. Debit Backwash = 0,208 m3/detd. Jumlah Orifice = 268 buahe. C = 0,6.
Tabel C.23 Perhitungan Headloss pada UnderdrainParameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan
Debit air tiap orifice (Qor)
Qor = Qor = 7,76 x 10-4 m3/det
Kecepatan aliran melalui orifice (Vor)
v = v = 2,77 m/det
Kehilangan tekanan pada orifice (HL orf)
HL orf = HLorf 1,086 M
HL total pada saat Backwash (Hbw)
HLtotal = HLAntrasit + HLpasir + HLkerikil + HLorifice
HLtotal = (0,08 m) + (0,261 m) + (0,00336 m) + ((1,086m)
1,43 M
C.4.10 Pompa Backwash
Kriteria desain:1. Kecepatan Backwash = 25 m3/m2/jam = 6,94 x 10-3 m/dtk2. Luas Filter = 84,5 m2
3. Faktor gesekan pipa (f) = 0,02;4. Air untuk backwash diambil dari bak outlet filtrasi.
Tabel C.24 Perhitungan Headloss pada UnderdrainParameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan
Debit backwash (Qb) Qb = Vs x A Qb = 6,94 x 10-3 m/det x 84,5 m2 0,586 m3/det
Kecepatan air di pipa saat backwash
3 m/det
Luas penampang pipa (A)
A = A = 0,195 m2
Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuan
Diameter pipa (d) d = d = 0,498≈ 498
mmm
D pasaran 500 Mm
Cek perhitungan
Kecepatan pada pipainlet
v = v = 2,98m/det OK
Kehilangan tekanan sepanjang pipa (HLmayor)
HLmayor =
HLmayor =
1,18 M
Head Pompa (H) (H) = HLmayor + HLbw (H) = 1,18 m+ 1,43 m 2,61 M
C.5 Desinfeksi (Ca(OCl)2)
C.5.1 Kriteria Desain
Kriteria Desain (Kawamura, 1991 dan Schulz-Okun, Newyork, 1984):1. Cl sisa = 0,2 mg/l - 0,4 mg/l2. pH = 6 -83. Waktu kontak = < 30 menit4. Diameter tube = (0,6-1,3) cm5. v = (0,3-6) m/dtk
C.5.2 Desain Terpilih
1. DPC : 2,5 mg/l (kawamura)2. Kadar Ca(OCl)2 :60 %3. Cl sisa : 0,3 mg/l4. Diameter tube plastik : 0,8 cm = 8 mm5. Waktu kontak : 10 menit6. Frekuensi pembubuhan : 2 kali sehari7. Diameter pipa air pelarut : 5 cm = 50 mm8. Diameter pipa keluar : 5 cm = 50 mm9. Pencampuran dilakukan 2 sehari10. Waktu untuk 1 kali pencampuran : 0,5 hari = 43200 dtk11. Diameter bak : 1 m12. Freeboard : 0,3 m13. Volume bak pelarut : 1000 l 14. Larutan dibuat dalam waktu 10 menit : 600 dtk15. Konsentrasi larutan : 5 %
C.5.3 Perhitungan1. Dimensi Tangki Desinfeksi
Tabel C.25 Perhitungan Desinfektan
Parameter yang dihitung
Rumus Perhitungan Hasil
Dosis Klorin Klorin sisa + DPC 0,3 mg/l + 2,5 mg/l 2,8 mg/lKebutuhan Klorin Debitmax x Dosis x kemurnian 1125 L/det x 2,8 mg/l x
(100/60)5250 mg/dtk
Volume Pelarut (100-5)/5 x Kebutuhan Kaporit
(100-5)/5 x 5250 mg/det 99750 mg/det
Volume Larutam Kaporit
Volume kaporit + volume pelarut
5250 mg/det + 99750 mg/det
105000 mg/det = 105 kg/ det
Debit larutan kaporit Berat larutan kaporit/ ρ 105 kg/det/ 1000 kg/m3 0,105 m3/det
Waktu detensi Td = Volume / debit (1 m3 ) /( 0,105 m3/det) 9,523 dtkDimensi Bak PelarutDiameter = 1 m
Tinggi Bak =
freeboard2r
Volume
+0,3
1,57 m
Sumber: data dan perhitungan PBAM, 2013
Pada tangki desinfeksi ini direncanakan menggunakan mixing blade turbin.
Tabel C.26 Perhitungan MixingParameter yang
dihitungRumus Perhitungan Hasil
Diameter impeller d = ½ x diameter tangki d = ½ x 1 m 0,5 mTinggi impeller dari dasar tangki
Hi = ¼ x tinggi tangki Hi = ¼ x 1,57 m 0,39 m
Lebar impeller blade q = 1/5 x diameter impeller q = 1/5 x 0,5 m 0,1 m
Panjang impeller blade r = Lebar impeller blade 0,1 m
Diameter central disk s = 1/3 x diameter tangki s = 1/3 x 1 m 0,33 m
Power P = ½ Cd p A v3 ½ x 1,8 x 1000 kg/m3 x ¼ π x (0,5 m)2 x (1m/s)3
176,625 watt
Sumber: data dan perhitungan PBAM, 2013
C.6 Reservoar
C.6.1 DesainTerpilih
Kriteria perencanaan:1. P : L = 1 : 12. Jumlahbak = 2 buah ;3. Tinggibak = 5 m4. Freeboard = 0,5 m5. Qpeak = 0,75 m3/dtk x fp
= 0,75 m3/dtk x 2= 1,5m3/dtk
6. Jumlahpenduduk = 79063jiwa
C.6.2 Perhitungan
Perhitungan %A dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Tabel C.27Perhitungan A% Fluktuasi Pemakaian Air Kota Irigasi Bintang-Bintang
WaktuJumlah
Jam
% Pemakaian % Suplai % Selisih
Tiap Jam Total Tiap Jam Total Defisit Surplus
20.00-21.00
1 3 3 4.17 4.17 - 1.17
21.00-22.00
1 2 2 4.17 4.17 - 2.17
22.00- 6 1.5 9 4.17 25.00 - 16.00
WaktuJumlah
Jam
% Pemakaian % Suplai % Selisih
Tiap Jam Total Tiap Jam Total Defisit Surplus
04.0004.00-05.00
1 2 2 4.17 4.17 - 2.17
05.00-06.00
1 3 3 4.17 4.17 - 1.17
06.00-07.00
1 7 7 4.17 4.17 2.83 -
07.00-09.00
2 6 12 4.17 8.33 3.67 -
09.00-10.00
1 5 5 4.17 4.17 0.83 -
10.00-13.00
3 5 15 4.17 12.50 2.50 -
13.00-17.00
4 6 24 4.17 16.67 7.33 -
17.00-18.00
1 8 8 4.17 4.17 3.83 -
18.00-20.00
2 5 10 4.17 8.33 1.67 -
Total 24 100 22.66 22.67
A% =
= = 22,66 %
Kebutuhan air untuk hidran kebakaran dapat dicari dengan persamaan:
Q kebakaran =Dimana:
Q = Debit kebakaran (L/ menit); P = jumlah penduduk dalam ribuan.
Data-data yang diketahui:Jumlah penduduk terlayani pada akhir periode desain yaitu pada tahun 2025 = 79063 jiwa;
P = = = 79,063
Sehingga didapatkan besar debit untuk hidran kebakaran adalah:Q kebakaran =
== 31270,28 L/menit
Diasumsikan pemakaian efektifnya 2 jam/hari, maka:Q Kebakaran = 31270,28L/mnt x 2 jam/hr x 1 hr/86400 dtk x 60 mnt/jam
= 43,431 L/dtk= 0,043431 m3/dtk= 3752,43 m3/hari
Tabel C.28PerhitunganDimensi Reservoar Distribusi
Parameter Rumus Perhitungan Hasil SatuanVolume reservoarDebit per hari (Qsatuhari)
Q = debit per detik x dtk/hari Q = 1,5 m3/dtk x 86400 dtk/hari
129600 m3/hari
A% 22,66 %Volume kebakaran
3463 m3/hari
Volume V = (Qmax x A%) + Q kebakaran V = ((129600m3/hari x 33119,79 m3
Parameter Rumus Perhitungan Hasil Satuanreservoir (Vr)
22,66 %) + 3752,43 m3/hari) x 1hari
Bakdibuat 2 buahVolume masing-masing bak (V)
Reservoardengan 2 kompartemen V = 33119,79 m 3 2
16559,9 m3
Dimensi bakLebar bak V = p x l x t
p : l = 1 : 1 Asumsitinggireservoar = 5 m
16559,9 m3 = l x l x 5 m 57,5 m
Panjang bak p = l 57,5 m Total tinggi bak
Freeboard = 50 cm t = 5 + 0,5 m 5,5 m
Debit menjadi (Qr) Qr =
2
Q 0,75 m3/det
Pipaoverflow& pipapenguras asumsi 750 mmCek kecepatan v =
A
Q 1,7 m/dtk..OK
Pipa inle tasumsi 800 mmCek kecepatan v =
A
Qr1,49 m/dtk..OK
PipaoutletAsumsi 800 mmCekkecepatan v =
A
Qr1,49 m/dtk...OK
Pipa outle tutama asumsi 850 mmCek kecepatan v =
A
Q 2,6 m/dtk...OK
Sekat (baffle) asumsi 3 buahJarakantar baffle =
saluranjumlah
bak Panjang 14,38 m
Luas antar baffle
= jarak antar baffle x tinggi bak A = 14,38 m x 5 m 71,9 m2
Kecepatan melalui baffle
= A
Qm 10,4 x 10-3 m/det
Panjang saluran antar baffle
= lebar bak x jumlah saluran = 57,5 m x 4 230 m
Td baffle
baffle
melaluikecepatan
antar saluran panjang
22115368,58
detmenit
OK> 30 menit
Headloss Hf= Hf=
1,3 x 10-3 m
Daya Pompa penguras (Nk) = (Nk)= 4,24 x10-3 Kwatt
C.7 Profil HidrolisTabel C.29 Perhitungan Profil Hidrolis
SegmenPanjang Pipa (m)
Qmaks (m3/dtk)
Diameter (m)
Aksesoris Kb v (m/dtk) v2/2gHeadloss
Minor (m) Headloss
Mayor (m)Headloss Total (m)
Sumur 1.125 0.60 1.00 0.051 0.000 0.000 0.000Sumur - Bak Pengumpul 7.0 1.125 0.60 Gate valve 0.100 1.00 0.051 0.0561 0.0119 0.320
1.125 0.60 tee all 0.240 1.00 0.051 0.1346 1.125 0.60 bend 90 0.750 1.00 0.051 0.0765 1.125 0.60 reducer 0.200 1.00 0.051 0.0408
Bak Pengumpul 1.125 0.80 2.22 0.251 Bak Pengumpul - Aerasi 4.0 1.125 0.80 Gate valve 0.1 2.22 0.251 0.0251 0.0251 0.2386 1.125 0.80 Bend 90 0.75 2.22 0.251 0.1884 Aerasi 1.125 0.80 2.22 0.251Aerasi-Sedimentasi 25.0 1.125 0.80 Gate valve 0.1 2.22 0.251 0.0251 0.1570 0.7724
1.125 0.80 Reducer 0.2 2.22 0.251 0.4019 1.125 0.80 Bend 90 0.75 2.22 0.251 0.1884
Sedimentasi 1.125 1.20 1.00 0.051Sedimentasi-SPC 15.0 1.125 1.20 Gate valve 0.1000 1.00 0.051 0.0051 0.013 0.0683 1.125 1.20 Bend 90 0.7500 1.00 0.051 0.0382 1.125 1.20 Tee all 0.2400 1.00 0.051 0.0122 SPC 1.125 1.20 1.00 0.051 SPC-Reservoar 75.0 1.125 1.20 Gate valve 0.1 1.00 0.051 0.0051 0.0637 0.2390
1.125 1.20 Reducer 0.2 1.00 0.051 0.0815
1.125 1.20 Bend 90 0.75 1.00 0.051 0.0765 1.125 1.20 Tee all 0.24 1.00 0.051 0.0122 Reservoar 1.125 0.80 2.00 0.204 Total 126.0 1.125 1.368 0.2705 1.638