4.2 Desain Unit Pengolahan
4.2.1 Unit Intake
4.2.1.1 Dimensi Sumur Pengumpul
Direncanakan :
∑ sumur = 1 buah
Debit air yang masuk ke tiap sumur pengumpul (Q) = 12,648 L/detik
Waktu detensi (td) = 5 menit = 300 detik
Direncanakan H = 2 m
Freeboard (fb)(15% H) = 0,3 m
Saluran dari beton (n = 0,015)
Sumur pengumpul berbentuk persegi panjang
Perhitungan :
Luas (A) Sumuran:
VolumeH
=Q×tdH
=0 ,012m3/dt×300dt2m
=1,8m2
Jadi dimensi sumur pengumpul
p = 1.5 m
l = 1,2 m
Kedalaman (H) + freeboard = 2 m + 0,3 m = 2,3 m
Panjang (p) + tebal dinding = 1,5 m
Lebar (l) + tebal dinding = 1,2 m
4.2.1.2 Screen
Direncanakan :
Kemiringan bar terhadap sungai = 45°
Lebar tiap besi (w) = 2 cm = 0,02 m
Jarak antar besi (b) = 5 cm = 0,05 m
Pembersihan bar screen dilakukan setiap hari secara manual dengan
menggunakan garpu penggaruk.
Ketinggian bar screen terhadap sungai = 1.5 m
Lebar bar screen (W) = 120 cm = 1,2 m
19
Perhitungan :
Banyak besi = ((W −b )( w+b ) )=( (1,2−0 ,05 )
(0 ,02+0 ,05 ))=17 buah
Kedalaman (H) = 2 m
Kec air di antara batang batang
(v) = Q/A ;
A ={(bxn)+b}xH
={(0,05 m x 17)+0,05} x 2 m = 1,8 m2
v = (Q
A )=( 0 ,012m3 /det1,8 m2 )=0 ,0067 m /det
Headloss bar screen (Hl) =
=
1 ,83 x ( 0 , 020 , 05 )
4/3x(0 , 0067)2
2 x 9,8x sin 45=8 ,73 x10−7m
4.2.1.3 Pipa Penyadap
Direncanakan :
Σ pipa = 3 buah
Q pipa = 0,012 m3/detik
V rencana = 2 m/detik
H pipa terhadap muka air = 1,5 m untuk H.W.L dan 3,5 m untuk L.W.L
Panjang pipa HWL dan LWL sama yaitu 200 m
Perhitungan :
D = √ 4 Qπ .V = √ 4×0 , 012
π . 2 = 0,08 m
D pakai (sesuai pasaran) = 100 mm
Kecepatan pada pipa sadap (Vcek):
20
HL=β×[wb ]
4/3
×v2
2 g×sin α β=1 . 83
V =
QA =
0 ,012
1/4 .π .(0,1 )2 = 1,53 m/detik OK!
Hf yang terjadi pada pipa penyadap :
Hf =
L×Q1 ,85
(0 , 0015×C×D2, 63)1 , 85
=
200m×(12, 6 L/s )1 ,85
(0 , 0015×130×(10 cm)2,63)1 ,85=6 , 09 m
4.2.1.4 Strainer
Direncanakan :
v melalui stariner = 2 m/det
Q melalui strainer = 0,012 m3/det
∑ pipa suction = 1 buah
Perhitungan :
Q suction = 0,012 m3/dt
Luas total lubang stariner (A total) = (Q
V )=( 0 ,012m3 /det2m /det )=0 , 006m2
Cross area = 2 x A total = 2 x 0,006 m2 = 0,012 m2
Asumsi D lubang strainer = 0,5 cm = 0,005 m
Jumlah lubang strainer (n) = ( Across
14
.∏ . D2 )=( 0 , 012 m2
14
.∏ . (0 ,005 m )2 )=612 lub ang
D cylinder (T) = 1,5 x D pipa sadap = 1,5 x 500 mm = 750 mm
4.2.1.5 Pompa
Direncanakan :
Kec dalam pipa = 2 m/det
Perhitungan :
21
1. Pipa suction
D pipa suction = =
Kec pada pipa suction (v cek) :
V =
QA =
0 ,012
1/4 .π .(0 ,09 )2 = 1,88 m/dt
2. Pemompaan
Q pompa = 0,012 m3/det = 12 L/det
3. Headloss pompa
Direncanakan :
Head statis = 10 m
L suction = Hintake+3-0,3 = 7,7 m
L discharge = 100 m
Perhitungan :
a. Mayor losses
Hf suction =
Hf discharge =
Hf mayor losses = Hf suction + Hf discharge
= 0.35 m + 4,65 m
= 5 m
b. Minor losses
Head velocity (Hv) = =
Terdapat 2 belokan 900 dimana k= 0,25
Hfm 1 = =
22
√ 4 x 0 ,012 m3 /detπ .2m /det
=0 ,09 m=9cm√ 4 Qπ .V
( Q0 , 0015×C×D2, 63 )
1 ,85
×Lsuction
(12 l /det0 , 0015×130×92 , 63 )
1, 85
×7,7 m=0 .35 m
( Q0 ,0015×C×D2, 63 )
1 ,85
×Ldisch arg e
(12 l /det0 , 0015×130×92 , 63 )
1, 85
×100 m=4 ,65 m
1,882
2 .9,8=0 ,18 m
v2
2g
2 x0 , 25 x1 ,882
2. 9,8=0 ,09 m∑ belokan×k× v2
2 g
Terdapat 1 valve dimana k valve = 0,5
Hfm 2 = =
Hf minor losses = Hv+Hfm 1+Hfm 2
= 0,18 m + 0,09 m + 0,09 m
= 0,36 m
c. Head total
Head total = Head statis + Hf mayor losses + Hf minor losses
= 10 m + 5 m + 0,36 m
= 15,36 m
4.2.2 Unit Sedimentasi I
Tabel 4.14 Hasil Pengamatan
Tingkat
Kekeruhan
(NTU)
Waktu Pengambilan Sampel
Kekeruhan
Awal
5 menit 10 menit 15 menit 20 menit 25 menit
54,6 60,5 57,1 56,2 56,4 57,1
55,6 57,4 56,7 56,3 56,9 57,9
56,0 63,7 59,4 55,8 56,4 57,7
Jumlah 166,2 181,6 173,2 168 169,7 172,7
Rata-rata 55,4 60,5 57,73 56,1 56,6 57,6
Tabel 4.15 Nilai Fraksi dan Kecepatan Pengendapan (Vo)
Waktu Pengambilan
Sampel (menit)
Kecepatan Pengendapan
Vo (m/s)Fraksi
5 0,005 1,09
10 0,0025 1,04
15 0,00167 1,01
20 0,00125 1,02
25 0,001 1,04
23
0,5×1 ,882
2 .9,8=0 ,09 mk× v2
2g
0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.0060
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Kecepatan Pengendapan (m/detik)
Frak
si
Gambar 4.1 Grafik Fraksi Vs Kecepatan Pengendapan
Diketahui : Tinggi settling = 180 cm = 1,8 cm
Tinggi kran = 30 cm = 0,3 cm
Kekeruhan awal 55,4 NTU
Waktu pengambilan sampel dalam interval 5 menit = 300 s, 10 menit =
600 s, 15 menit = 900 s, 20 menit = 1200 s, dan 25 menit = 1500 s.
A. Pengukuran Tingkat Kekeruhan
a. Pengukuran sampel awal = (54,6+55,6+56,0 ) NTU
3 =
166,2 NTU3
= 55,4
NTU
b. Pengukuran sampel air 5 menit = (60,5+57,4+63,7 ) NTU
3 =
181,6 NTU3
= 60,4
NTU
c. Pengukuran sampel air 10 menit = (57,1+56,7+59,4 ) NTU
3 =
173,2 NTU3
= 57,7
NTU
24
d. Pengukuran sampel air 5 menit = (56,2+56,3+55,8 ) NTU
3 =
168,3 NTU3
= 56,1
NTU
e. Pengukuran sampel awal = (56,4+56,9+56,4 ) NTU
3 =
169,7NTU3
= 56,6
NTU
f. Pengukuran sampel air 5 menit = (57,1+57,9+57,7 ) NTU
3 =
172,7NTU3
= 57,6
NTU
B. Pengukuran Kecepatan
Kecepatan (Vo) = tinggi settling−tinggi kranwaktu pengambilan sampel
a. Kecepatan (Vo 5 menit) = 1,8−0,3 m
300 s =
1,5 m300 s
= 0,005 m/s
b. Kecepatan (Vo 10 menit) = 1,8−0,3 m
600 s =
1,5 m300 s
= 0,0025 m/s
c. Kecepatan (Vo 15 menit) = 1,8−0,3 m
900 s =
1,5 m300 s
= 0,0017 m/s
d. Kecepatan (Vo 20 menit) = 1,8−0,3 m
1200 s =
1,5 m300 s
= 0,00125 m/s
e. Kecepatan (Vo 25 menit) = 1,8−0,3 m
1600 s =
1,5 m300 s
= 0,001 m/s
C. Fraksi
Fraksi = kekeruhan
kekeruhan awalt
25
a. Fraksi 5 menit = 60,5 NTU55,4 NTU
= 1,09
b. Fraksi 10 menit = 57,73 NTU55,4 NTU
= 1,04
c. Fraksi 15 menit = 56,1 NTU55,4 NTU
= 1,01
d. Fraksi 20 meni t= 56,6 NTU55,4 NTU
= 1,02
e. Fraksi 25 menit = 60,5 NTU55,4 NTU
= 1,09
f. Fraksi 10 menit = 57,6 NTU55,4 NTU
= 1,04
C. Total Removal
R = ( 1 – Fo) + 1
Vo∫0
Fo
V df
Keterangan:
R = Besarnya fraksi pengendapan partikel total
Fo = Fraksi partikel tersisa pada kecepatan Vo
V = Kecepatan pengendapan ( m/detik)
dF = Selisih partikel tersisa
Dimensi bak Prasedimentasi
Luas Permukaan, A = QVo
= 0,012m3/ s
Vo
Luas Alas, A = s2
26
Volume Bak Sedimentasi, tinggi bak = 3 m
Volume Bak, V = A x tinggi bak
=
Nilai Reynolds, Re = ρVD
µ
0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.0060
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
Kecepatan Pengendapan (m/detik)
Frak
si
Gambar 4.2 Kurva Hasil Sedimentasi
Dari kurva di atas diketahui:
Vo = 0.0030 m/detik
Fo = 1,04
Dari data yang ada kemudian dicari luas daerah di atas kurva. Kurva dibagi menjadi
beberapa segmen:
27
0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.0060
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
Kecepatan Pengendapan (m/detik)
Fra
ksi
Gambar 4.3 Luas Daerah Di Atas Kurva
Tabel 4.16 Perhitungan Luas Segmen
dF V V.dF
1.02 0.00125 0.00013
0.01 0.001670.00001
7
Luas segitiga 0.00052
Total0.00066
7
R = (1 – Fo) + 1Vo
∫0
Fo
V dF
= (1 – 1.04) + 10.0030
× 0.000667
=1.26 ≈ 126%
Percobaan laboratorium dimaksudkan untuk mendapatkan nilai parameter over flow rate
(Vo) dan waktu detensi (td) agar didapatkan persen pengendapan dengan nilai tertentu.
28
Selanjutnya dicari hubungan antara Vo dan R (dalam bentuk grafik) pada berbagai nilai
yang berbeda tersebut. Grafik ini dapat dipakai untuk mencari nilai Vo pada R tertentu.
0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.0035 0.004 0.004520
25
30
35
40
45
f(x) = 437.296544408681 x^0.441520432460838
Kecepatan Vo
Rem
oval
(%)
Gambar 4.4 Grafik Hubungan Antara Vo dan Removal
Sesuai dengan kriteria desain, over flow rate yang digunakan adalah sebesar
2.5 m3/m2/jam atau sebesar 0.00069 m3/m2/detik. Waktu detensi selama 1,5 jam, maka
kedalaman bak dapat dihitung dengan menggunakan rumus H = td x Vo
H = td x Vo
= 7200 detik x 0.00069 m3/m2/detik
= 4,968 m
B. Perhitungan Dimensi Bak Prasedimentasi
Diketahui :
Debit, Q = 0.012 m3/detik
Td = 2 jam = 7200 detik
Volume bak = td x Q
= 7200 detik x 0.012 m3/detik
= 86,4 m3
H = 4,968 m
Dimensi bak=
p = l = s
29
V = H x p x l
= 4,968 x s x s
s2 = 86,4 m3 / 4,968m
= 17,38 m2
s = 4,17
H = 4,968 m, dengan freeboard 0,747 m, sehingga H = 5,715 m
Jadi, dimensi bak prasedimentasi adalah:
Panjang bak = 4,17 m
Lebar bak = 4,17 m
Kedalaman Bak = 5,715 m
4.2.3 Unit Koagulasi
Berdasarkan kriteria desain unit koagulasi pada revisi SNI 19-6774-2002 ditentukan
dimensi dan kriteria lainnya seperti pada tabel 4.25 berikut.
Tabel 4.17 Kriteria Desain Unit Koagulasi
Unit Kriteria
Pengaduk cepat
Tipe
Hidrolis :
- Terjunan
- Saluran bersekat
- Dalam pipa bersekat
- Perubahan phasa pengaliran
Mekanis
30
- Bilah (Blade), Pedal (Padle) kipas
- Flotasi
Waktu pengadukan
(detik)
Nilai G/detik
30 – 120
>750
Sumber: (revisi SNI 19-6774-2002)
Data perencanaan untuk perhitungan unit koagulasi adalah sebagai berikut:
Jumlah unit, n = 1
Gradien kecepatan, G = 1000 /deti7
Waktu detensi, td = 40 detik
Percepatan gravitasi, g = 9.81 m/s2
Massa jenis air, = 997.7 kg/m3
Viskositas absolut, µ = 8.949 x 10-4 kg/m.detik
Debit, Q = 12,6 L/detik = 0.012 m3/detik
Konstanta pengaduk KT = 5.31 (Turbine, 4 flat blades, vaned disc)
Kecepatan putar, n = 60 rpm = 1 rps
A. Volume Unit Koagulasi
V = Q × td
= 0.012 m3/detik × 40 detik
= 0,48 m3
B. Dimensi Unit Koagulasi
Desain bak dibuat persegi dengan tinggi = 1.25 x lebar; panjang = lebar
V = p × l × t = s3
0,48 = l x l x 1.25 l
l3 = 0,384
l = 3√0,384 m3
= 0,73 m
31
Jadi dimensi unit koagulasi adalah:
Lebar = 0,73 m
Panjang = 0,73 m
Kedalaman = 0,73 m x 1.25
= 0,9125 m
Freeboard = 0.137 m
Tinggi bak = 0,9125 m + 0.137 m
= 1.0495 m
C. Tenaga yang dibutuhkan pengaduk
P = G2 × µ × V
= (1000detik)2 × 8.949 x 10-4 kg/m.detik × 0,48 m3
= 429,552 Nm/det
D. Diameter Impeller
Digunakan vane-disc impeller 4 flat blades tanpa baffle tegak, sehingga tenaga yang
dibutuhkan adalah 75% dari tenaga untuk tangki bersekat.
Jadi KT = 0.75 x 5.31 = 3.98
P = KT × n3 × Di5 ×
Di = 5√429,552 Nm/detik3.98 × (1 rps)2 × 997.7 kg/ m3
= 0.64 m
E. Nilai Reynolds
NRe = Di2 nρμ
= (0.64)2 × (1 rps) × 997.7 kg/ m3
8 .949 x 10 -4 kg/m.d e t i k
= 456652 ≈ Turbulen
Berdasarkan percobaan Jar Test yang dilakukan di laboratorium diperoleh hasil
pengamatan seperti pada tabel 4.13. Berikut:
32
Tabel 4.18 Hasil Jar Test Penentuan Dosis Koagulan
No Dosis Koagulan
(mL)
Waktu
Pengendapan
(Menit)
pH Kekeruhan
(NTU)
Tinggi
Endapan
(ml)
1. 15 25 4,64 12,92 10
2. 20 25 4,6 12,77 10
3. 25 25 4,78 13,07 19
4. 30 25 4,82 12,23 11
A. Pengukuran Rata-rata Kekeruhan
a. Dosis Koagulan : 15 mL
Pengukuran Kekeruhan
Pengukuran I : 12,96 NTU
Pengukuran II : 13,04 NTU
Pengukuran III : 12,75 NTU
Rata-rata keseluruhan = 12,96+13,04+12,75 NTU
3
= 12,92 NTU
b.Dosis Koagulan : 20 mL
Pengukuran Kekeruhan
Pengukuran I : 15,68 NTU
Pengukuran II : 14,73 NTU
Pengukuran III : 10,90 NTU
Rata-rata keseluruhan = 15,68+14,73+10,90 NTU
3
= 12,77 NTU
c. Dosis Koagulan : 25 mL
Pengukuran Kekeruhan
Pengukuran I : 17,47 NTU
Pengukuran II : 11,35 NTU
33
Pengukuran III : 10,43 NTU
Rata-rata keseluruhan = 17,47+11,35+10,43 NTU
3
= 13,07 NTU
d. Dosis Koagulan : 30 mL
Pengukuran Kekeruhan
Pengukuran I : 13,85 NTU
Pengukuran II : 11,68 NTU
Pengukuran III : 11,16 NTU
Rata-rata keseluruhan = 13,85+11,68+11,16 NTU
3
= 12,23 NTU
B. Pengukuran Dosis Koagulan
Dosis Koagulan = DosisOptimumvolume sampel
xQ
= 30 mL
1000 mLx 10 m3
/s
= 0.3 m3/s x 86.4001 hari x
1.000.0001
= 2,592 x 1010 mL/hari
C. Perhitungan Koagulan Padat
Diketahui: Massa koagulan = 2 g
Volume akuades = 200 mL
Kebutuhan Koagulan Padat = Kebutuhan koagulan perhari x mol pengenceran
= 2,592 x1010 mLhari
x2 gram200 mL
= 2,592 x 108 gram/hari
= 2,592 x 105 gram/hari
D. Perhitungan Kebutuhan Air Pengencer
34
Diketahui : Kebutuhan koagulan padat = 2.592 x 105 kg/hari
Kg pengencer mol koagulasi= 2 x 10−3 kg200 mL
= 1 x 10-5 kg/mL
Kebutuhan air pengencer = Kebutuhan Koagulan Padatkg pengencet mol koagulan
= 2,592 x 105kg /hari
1 x10−5kg /mL
= 2,592 x 1010 L/hari
4.2.4 Unit Flokulasi
Berdasarkan SNI 19-6774-2002 kriteria desain unit flokulasi seperti pada tabel 4.27
berikut.
Tabel 4.19 Kriteria Unit Flokulasi (Pengadukan Lambat)
Kriteria UmumFlokulator
Hidrolis
Flokulator Mekanis
Flokulator
Clarifier
Sumbu
Horizontal
dengan Pedal
Sumbu
Vertikal
dengan Bilah
G (gradien
kecepatan) 1/detik
60
(menurun) –
5
60 (menurun) –
10
70 (menurun)
– 10100 – 10
Waktu kontak
(menit)30 – 45 30 – 40 20 -40 20 – 100
Tahap flokulasi
(buah)6 – 10 3 – 6 2 – 4 1
Pengendali energiBukaan
pintu/sekat
Kecepatan
putaran
Kecepatan
putaran
Kecepatan
aliran air
Kecepatan aliran
max.(m/det)0.9 0.9 1.8 – 2.7 1.5 – 0.5
Luas bilah/pedal - 5 – 20 0.1 – 0.2 -
35
dibandingkan luas
bak (%)
Kecepatan
perputaran sumbu
(rpm)
- 1 – 5 8 – 25 -
Tinggi (m) 2 – 4*
Data perencanaan unit flokulasi (digunakan 3 kompartemen):
Debit Q = 0.012 m3/detik
Waktu detensi td = 1080 detik
Gradien 1, G = 40/detik
Gradien 2, G = 16/detik (40% dari G1)
Gradien 3, G = 10/detik
Percepatan gravitasi, g = 9.81 m/s2
Massa jenis air, = 997.7 kg/m3
Viskositas absolut, µ = 8.949 x 10-4 kg/m.detik
Faktor friksi, f = 0.3
Kedalaman bak H = 1 m
Panjang bak L = 6 m
A. Volume Unit Flokulasi
V = Q × td
= 0.012 m3/detik × 1080 detik
= 12,96 m3
B. Total Lebar Unit Flokulasi
W = V/(LxH)
= 12,96 / (6 x 1)
= 2,16 ≈ 2 m
C. Lebar Tiap Seksi
W = Wtotal/3
= 2/3
36
= 0,67 m
D. Jumlah dan Jarak Antar Sekat Pada Flokulator
Kompartmen 1
n = {[2μtρ(1.44+f) ] [HLG
Q ]2}
13
= {[2 × 8 .949 × 10 -4 kg/m.d e t i k × 360 detik
997.7 kg/ m3 × (1.44+0.3) ] [(1 m) × (6 m)× 40/detik
0.012 m3 /detik ]2}
13
= 0,27 = 1 buah
Jarak antar sekat = L/n
= 6/1
= 6 m
Kompartmen 2
Dengan perhitungan yang sama, diperoleh:
G = 16/detik
n = 0,16 = 1 buah
Jarak antar sekat = 6 m
Kompartmen 3
Dengan perhitungan yang sama, diperoleh:
G = 10/detik
n = 0,1 = 1 buah
Jarak antar sekat = 6 m
E. Headloss Pada Unit Flokulasi
Kompartmen 1
h = μtρg
G2
= 8 .949 × 10 -4 kg/m.d e t i k × 360 detik
997.7 kg/ m3 × 9.81 m/ detik2 (40/detik)2
= 0.053 m
37
Kompartmen 2
Dengan perhitungan yang sama, diperoleh:
G = 16/detik
h = 0.008 m
Kompartmen 3
Dengan perhitungan yang sama, diperoleh:
G = 10/detik
h = 0.003 m
Total Headloss = 0.053 + 0.008 + 0.003
= 0.064 m
4.2.5 Unit Sedimentasi II
Air sampel yang diambil langsung dari sumber dilakukan pengukuran dengan interval
waktu setiap 10 menit dengan menggunakan turbidity meter dan diperoleh nilai seperti
pada tabel 4.28 berikut.
Tabel 4.20 Hasil Pengukuran Kekeruhan dan pH Air Sampel
Menit ke- Kran ke- Pengukuran kekeruhan (NTU) pH
I II III Rata-rata
10 1 80,4 80,8 80,9 80,7 6,83
2 76,1 80,5 77,8 78,1 6,21
3 66,0 66,7 63,0 65,2 6,29
4 52,4 52,3 53,9 52,8 6,54
5 53,5 55,3 51,4 53,4 6,63
20 1 33,6 33,2 36,0 34,2 6,36
2 33,1 32,1 34,4 33,2 6,24
3 32,5 33,4 31,7 32,5 6,19
4 32,7 32,6 32,2 32,5 6,29
5 28,7 31,2 30,0 29,9 6,30
38
30 1 31,1 29,6 28,7 29,8 6,96
2 27,1 27,2 27,1 27,1 6,65
3 25,1 25,7 - 25,4 5,14
4 24,3 25,7 - 25 5,10
5 21,6 23,0 - 22,3 5,08
40 1 26,9 27,8 - 27,4 5,29
2 23,5 23,1 - 23,3 5,17
3 20,7 21,2 - 20,45 5,10
4 22,4 14,8 - 18,6 5,06
5 20,9 19,8 - 20,3 5,09
50 1 23,4 25,2 - 20,45 5,19
2 20,8 21,6 - 21,2 5,11
3 18,92 21,3 - 20,11 5,08
4 17,83 19,55 - 18,69 5,10
5 16,86 15,9 - 16,38 5,12
60 1 22,0 21,5 - 21,75 5,29
2 19,7 20,3 - 20 5,18
3 18,44 19,84 - 19,14 5,23
4 17,23 18,62 - 17,95 5,19
5 11,85 14,87 - 13,36 5,17
Keterangan: ~ pada kedalaman 265 cm, terjadi akumulasi lumpur
Kekeruhan awal sebesar 236.67 NTU
Diketahui : Waktu pengambilan sampel = 10 menit = 600 detik
Tinggi settling = 2,8 meter
A. Perhitungan Kecepatan
Kecepatan (Vo) = tinggi settling−tinggi kranwaktu pengambilan sampel
1.Perhitungan kecepatan pada menit ke-10
39
a. Kran 1 : Tinggi kran = 50 cm = 0,5 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−0,5 m
600 s =
2,3 m600 s
= 3,83 x 10-3 m/s
b. Kran 2 : Tinggi kran = 100 cm = 1 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−1 m
600 s =
1,8 m600 s
= 3 x 10-3 m/s
c. Kran 3 : Tinggi kran = 150 cm = 1,5 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−1,5 m
600 s =
1,3 m600 s
= 2,17 x 10-3 m/s
d. Kran 4 : Tinggi kran = 200 cm = 2,0 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−2,0 m
600 s =
0,8 m600 s
= 1,33 x 10-3 m/s
e. Kran 5 : Tinggi kran = 250 cm = 2,5 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−2,5 m
600 s =
0,3 m600 s
= 5 x 10-4 m/s
2. Perhitungan kecepatan pada menit ke-20
a. Kran 1 : Tinggi kran = 50 cm = 0,5 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−0,5 m
1200 s =
2,3 m1200 s
= 1,92 x 10-3 m/s
b. Kran 2 : Tinggi kran = 100 cm = 1 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−1 m1200 s
= 1,8 m1200 s
= 1,5 x 10-3 m/s
c. Kran 3 : Tinggi kran = 150 cm = 1,5 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−1,5 m
1200 s =
1,3 m1200 s
= 1,08 x 10-3 m/s
40
d. Kran 4 : Tinggi kran = 200 cm = 2,0 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−2,0 m
1200 s =
0,8 m1200 s
= 6,67 x 10-4 m/s
e. Kran 5 : Tinggi kran = 250 cm = 2,5 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−2,5 m
1200 s =
0,3 m1200 s
= 2,5 x 10-4 m/s
3. Perhitungan kecepatan pada menit ke-30
a. Kran 1 : Tinggi kran = 50 cm = 0,5 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−0,5 m
1800 s =
2,3 m1800 s
= 1,28 x 10-3 m/s
b. Kran 2 : Tinggi kran = 100 cm = 1 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−1 m1800 s
= 1,8 m1800 s
= 1 x 10-3 m/s
c. Kran 3 : Tinggi kran = 150 cm = 1,5 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−1,5 m
1800 s =
1,3 m1800 s
= 7,22 x 10-4 m/s
d. Kran 4 : Tinggi kran = 200 cm = 2,0 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−2,0 m
1800 s =
0,8 m1800 s
= 4,44 x 10-4 m/s
e. Kran 5 : Tinggi kran = 250 cm = 2,5 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−2,5 m
1800 s =
0,3 m1800 s
= 1,67 x 10-4 m/s
4. Perhitungan kecepatan pada menit ke-40
a. Kran 1 : Tinggi kran = 50 cm = 0,5 m
41
Kecepatan (Vo) = 2,8−0,5 m
2400 s =
2,3m2400 s
= 9,58 x 10-4 m/s
b. Kran 2 : Tinggi kran = 100 cm = 1 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−1 m2400 s
= 1,8m2400 s
= 7,5 x 10-4 m/s
c. Kran 3 : Tinggi kran = 150 cm = 1,5 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−1,5 m
2400 s =
1,3 m2400 s
= 5,42 x 10-4 m/s
d. Kran 4 : Tinggi kran = 200 cm = 2,0 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−2,0 m
2400 s =
0,8 m2400 s
= 3,33 x 10-4 m/s
e. Kran 5 : Tinggi kran = 250 cm = 2,5 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−2,5 m
2400 s =
0,3 m2400 s
= 1,25 x 10-4 m/s
5. Perhitungan kecepatan pada menit ke-50
a. Kran 1 : Tinggi kran = 50 cm = 0,5 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−0,5 m
3000 s =
2,3 m3000 s
= 7,67 x 10-4 m/s
b. Kran 2 : Tinggi kran = 100 cm = 1 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−1 m3000 s
= 1,8 m3000 s
= 6 x 10-4 m/s
c. Kran 3 : Tinggi kran = 150 cm = 1,5 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−1,5 m
3000 s =
1,3 m3000 s
= 4,33 x 10-4 m/s
d. Kran 4 : Tinggi kran = 200 cm = 2,0 m
42
Kecepatan (Vo) = 2,8−2,0 m
3000 s =
0,8 m3000 s
= 2,67 x 10-4 m/s
e. Kran 5 : Tinggi kran = 250 cm = 2,5 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−2,5 m
3000 s =
0,3 m3000 s
= 1 x 10-4 m/s
60. Perhitungan kecepatan pada menit ke-60
a. Kran 1 : Tinggi kran = 50 cm = 0,5 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−0,5 m
3600 s =
2,3 m3600 s
= 6,38 x 10-4 m/s
b. Kran 2 : Tinggi kran = 100 cm = 1 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−1 m3600 s
= 1,8 m3600 s
= 5 x 10-4 m/s
c. Kran 3 : Tinggi kran = 150 cm = 1,5 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−1,5 m
3600 s =
1,3 m3600 s
= 3,61 x 10-4 m/s
d. Kran 4 : Tinggi kran = 200 cm = 2,0 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−2,0 m
3600 s =
0,8 m3600 s
= 2,22 x 10-4 m/s
e. Kran 5 : Tinggi kran = 250 cm = 2,5 m
Kecepatan (Vo) = 2,8−2,5 m
3600 s =
0,3 m3600 s
= 8,33 x 10-5 m/s
B. Fraksi
Fraksi = kekeruhan
kekeruhan awalt
1.Perhitungan fraksi pada menit ke-10
43
a. Fraksi kran 1= 80,7 NTU
90,23 NTU = 0,89
b. Fraksi kran 2= 78,1 NTU
90,23 NTU = 0,87
c. Fraksi kran 3= 65,2 NTU
90,23 NTU = 0,72
d. Fraksi kran 4= 52,8 NTU
90,23 NTU = 0,58
e. Fraksi kran 5= 53,4 NTU
90,23 NTU = 0,59
2. Perhitungan fraksi pada menit ke-20
a. Fraksi kran 1= 34,2 NTU
90,23 NTU = 0,38
b. Fraksi kran 2= 33,2 NTU
90,23 NTU = 0,38
c. Fraksi kran 3= 32,5 NTU
90,23 NTU = 0,36
d. Fraksi kran 4= 32,5 NTU
90,23 NTU = 0,36
e. Fraksi kran 5= 29,9 NTU
90,23 NTU = 0,33
3. Perhitungan fraksi pada menit ke-30
44
a. Fraksi kran 1= 29,8 NTU
90,23 NTU = 0,33
b. Fraksi kran 2= 27,1 NTU
90,23 NTU = 0,30
c. Fraksi kran 3= 25,4 NTU
90,23 NTU = 0,28
d. Fraksi kran 4= 25 NTU
90,23 NTU = 0,27
e. Fraksi kran 5= 22,3 NTU
90,23 NTU = 0,25
4. Perhitungan fraksi pada menit ke-40
a. Fraksi kran 1= 27,35 NTU90,23 NTU
= 0,30
b. Fraksi kran 2= 23,3 NTU
90,23 NTU = 0,26
c. Fraksi kran 3= 20,45 NTU90,23 NTU
= 0,23
d. Fraksi kran 4= 18,6 NTU
90,23 NTU = 0,21
e. Fraksi kran 5= 20,3 NTU
90,23 NTU = 0,22
4. Perhitungan fraksi pada menit ke-50
a. Fraksi kran 1= 20,45 NTU90,23 NTU
= 0,22
45
b. Fraksi kran 2= 21,2 NTU
90,23 NTU = 0,23
c. Fraksi kran 3= 20,11 NTU90,23 NTU
= 0,22
d. Fraksi kran 4= 18,6 NTU
90,23 NTU = 0,21
e. Fraksi kran 5= 16,38 NTU90,23 NTU
= 0,18
4. Perhitungan fraksi pada menit ke-60
a. Fraksi kran 1= 21,75 NTU90,23 NTU
= 0,24
b. Fraksi kran 2= 20 NTU
90,23 NTU = 0,22
c. Fraksi kran 3= 19,14 NTU90,23 NTU
= 0,21
d. Fraksi kran 4= 17,95 NTU90,23 NTU
= 0,19
e. Fraksi kran 5= 13,36 NTU90,23 NTU
= 0,15
Tabel 4.21 Hasil Perhitungan Kecepatan dan Fraksi
Menit ke- Kran ke- Kecepatan (m/s) Fraksi
1 3,83 x 10-3 0,89
2 3 x 10-3 0,87
3 2,17 x 10-3 0,72
46
10
4 1,33 x 10-3 0,58
5 5 x 10-4 0,59
20
1 1,92 x 10-3 0,38
2 1,5 x 10-3 0,37
3 1,08 x 10-3 0,36
4 6,67 x 10-4 0,36
5 2,5 x 10-4 0,33
30
1 1,28 x 10-3 0,23
2 1 x 10-3 0,30
3 7,22 x 10-4 0,28
4 4,44 x 10-4 0,27
5 1,67 x 10-4 0,25
40
1 9,58 x 10-4 0,30
2 7,5 x 10-4 0,26
3 5,42 x 10-4 0,23
4 3,33 x 10-4 0,21
5 1,25 x 10-4 0,22
50
1 7,67 x 10-4 0,22
2 6 x 10-4 0,23
3 4,33 x 10-4 0,22
4 2,67 x 10-4 0,21
5 1 x 10-4 0,18
60
1 6,38 x 10-4 0,24
2 5 x 10-4 0,22
3 3,61 x 10-4 0,21
4 2,22 x 10-4 0,19
5 8,33 x 10-4 0,15
Berdasarkan data hasil perhitungan kecepatan dan fraksi diatas dapat dilihat bahwa
semakin lama interval waktu pengendapan pada alat settling colom type II kecepatan
pengendapannya semakin menurun pada tiap-tiap kran. Begitu pula pada fraksi di tiap
interval waktu semakin menurun hingga pada pada interval waktu 60 menit.
47
C. Perhitungan dengan Menggunakan Isoremoval
% removal = 100 % (kekeruhan t
kekeruhan awal) x 100 %
Tabel 4.22 Hasil Pengukuran Kekeruhan Tiap Kran
Menit ke- Kekeruhan pada Kran (NTU)
1 2 3 4 5
10 80,7 78,1 65,2 52,8 53,4
20 34,2 33,2 32,5 32,5 29,9
30 29,8 27,1 25,4 25 22,3
40 27,4 23,3 20,45 18,6 20,3
50 20,45 21,2 20,11 18,69 16,38
60 21,75 20 19,14 17,95 13,36
1. Perhitungan % removal pada menit ke-10
a. Kran 1
% removal = 100 % (kekeruhan10 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - ( 80,7 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,89) x 100 %
= 11 %
b. Kran 2
% removal = 100 % (kekeruhan10 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - ( 78,1 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,87) x 100 %
= 13 %
48
c. Kran 3
% removal = 100 % (kekeruhan10 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - ( 65,9 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,72) x 100 %
= 28 %
d. Kran 4
% removal = 100 % (kekeruhan10 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - ( 52,8 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,58) x 100 %
= 42 %
e. Kran 5
% removal = 100 % (kekeruhan10 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - ( 53,4 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,59) x 100 %
= 41 %
2. Perhitungan % removal pada menit ke-20
a. Kran 1
% removal = 100 % (kekeruhan20 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - ( 34,2 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,38) x 100 %
= 62 %
49
b. Kran 2
% removal = 100 % (kekeruhan20 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - ( 33,2 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,37) x 100 %
= 63 %
c. Kran 3
% removal = 100 % (kekeruhan20 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - ( 32,5 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,36) x 100 %
= 64 %
d. Kran 4
% removal = 100 % (kekeruhan20 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - ( 32,5 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,36) x 100 %
= 64 %
e. Kran 5
% removal = 100 % (kekeruhan20 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - ( 29,9 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,33) x 100 %
= 67 %
3. Perhitungan % removal pada menit ke-30
50
a. Kran 1
% removal = 100 % (kekeruhan30 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - ( 29,8 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,32) x 100 %
= 68 %
b. Kran 2
% removal = 100 % (kekeruhan30 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - ( 27,1 NTU
90,23 NTU ) x 100
= (1- 0,28) x 100 %
= 70 %
c. Kran 3
% removal = 100 % (kekeruhan30 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - ( 25,4 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,28) x 100 %
= 72 %
d. Kran 4
% removal = 100 % (kekeruhan30 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - ( 25 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,27) x 100 %
= 73 %
e. Kran 5
51
% removal = 100 % (kekeruhan30 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - ( 53,4 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,25) x 100 %
= 75 %
4. Perhitungan % removal pada menit ke-40
a. Kran 1
% removal = 100 % (kekeruhan 40 menit
kekeruhanawal ) x 100 %
= 100100 - ( 27,4 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,30) x 100 %
= 70 %
b. Kran 2
% removal = 100 % (kekeruhan 40 menit
kekeruhanawal ) x 100 %
= 100100 - ( 23,3 NTU
90,23 NTU ) x 100
= (1- 0,26) x 100 %
= 74 %
c. Kran 3
% removal = 100 % (kekeruhan 40 menit
kekeruhanawal ) x 100 %
= 100100 - (20,45 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,23) x 100 %
= 77 %
d. Kran 4
% removal = 100 % (kekeruhan 40 menit
kekeruhanawal ) x 100 %
52
= 100100 - ( 18,6 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,21) x 100 %
= 79 %
e. Kran 5
% removal = 100 % (kekeruhan 40 menit
kekeruhanawal ) x 100 %
= 100100 - ( 20,3 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,22) x 100 %
= 78 %
4. Perhitungan % removal pada menit ke-50
a. Kran 1
% removal = 100 % (kekeruhan50 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - (20,45 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,22) x 100 %
= 78 %
b. Kran 2
% removal = 100 % (kekeruhan50 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - ( 21,2 NTU
90,23 NTU ) x 100
= (1- 0,23) x 100 %
= 77 %
c. Kran 3
% removal = 100 % (kekeruhan50 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
53
= 100100 - (20,11 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,22) x 100 %
= 78 %
d. Kran 4
% removal = 100 % (kekeruhan50 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - (18,69 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,20) x 100 %
= 80 %
e. Kran 5
% removal = 100 % (kekeruhan50 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - (16,38 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,18) x 100 %
= 82 %
4. Perhitungan % removal pada menit ke-60
a. Kran 1
% removal = 100 % (kekeruhan60 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - (21,75 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,24) x 100 %
= 76 %
b. Kran 2
% removal = 100 % (kekeruhan60 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
54
= 100100 - ( 20 NTU
90,23 NTU ) x 100
= (1- 0,23) x 100 %
= 77 %
c. Kran 3
% removal = 100 % (kekeruhan50 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - (19,14 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,21) x 100 %
= 79 %
d. Kran 4
% removal = 100 % (kekeruhan50 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - (17,95 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,19) x 100 %
= 81 %
e. Kran 5
% removal = 100 % (kekeruhan30 menit
kekeruhan awal ) x 100 %
= 100100 - (13,36 NTU
90,23 NTU ) x 100 %
= (1- 0,15) x 100 %
= 85 %
Tabel 4.23. % Removal Kedalaman terhadap Waktu Pengendapan
Kedalaman
(cm)
Waktu Pengendapan (menit)
10 20 30 40 50 60
30 41 67 75 78 80 85
55
80 42 64 73 79 79 81
130 28 64 72 77 78 79
180 13 63 70 74 77 77
230 11 62 77 70 78 75
Gambar 4.5 Grafik Isoremoval
4.2.6 Unit Filtrasi
Tabel 4.24 Kriteria Desain Unit Filtrasi
Uraian Nilai Satuan
Kecepatan Filtrasi (Vf) 8-12 m/jamTebal media pasir (Lp) 60-80 cmTebal media kerikil (Lk) 10-30 cmWaktu backwash (tbw) 5-15 menitTinggi air diatas media (ha) 0,9-1,2 m
56
Diameter media (Фm) 0,6-1,2 mmEkspansi backwash 30-50 %A orifice (Aor):A (0,0015-0,005):1 -A lateral (Al):Aor (2-4):1 -A manifold (Am):Al (1,5-3):1 -Jarak orifice (Wor) 6-20 cmPorositas 0,36-0,45Diameter orifice (Фo) 0,6-2 cmKecepatan backwash (Vbw) 15-25 m/jamSurface Loading 7-12 m/jam
Desain Perancangan:
1. Kriteria Perencanaan
a. Q = 0.012 m3/detik
b. Kecepatan filtrasi Vf = 10 m / jam = 2.77 ×10-3 m /det ik
c. Diameter pasir Dp = 0.45 mm
d. Faktor bentuk pasir = 0.82
e. Porositas media pasir = 0.45
f. Densitas ρ = 0 .9977 gr /cm3= 9 97.7 kg/m3
g. Viskositas dinamis μ = 0 . 8 949×10-3 kg /m.det ik
h. Laju filtrasi secara umum = 1.35 L/detik per m2 – 6.77 L/detik per m2
i. Unit Filter Run Volume (UFRV) = 203225.8 L/m2 – 4064516.13 L/m2
j. Tinggi media filter total = 60 cm
k. Kecepatan backwash, Vbw = 15 m/jam
2. Jumlah bak saringan (n)
n = 12 . (Q)0,5
= 12 x (0.012)0,5
= 1,31 = 2 buah, ditambah 1 bak cadangan menjadi 3 buah
3. Debit pada filter
Qf =1n
. Q
57
Qf =13
. 0.012 m3/det
Qf = 0,004 m3/det = 1,54 x 10-8 m3/ jam /filter
4. Luas permukaan filter (A)
A = QVf
A = 4,63 x 10−8 m3/ jam10 m / jam
A = 4,63 x 10−9 m2
5. Dimensi Filter
A = p x l
4,63 x 10−9 m2 = 2l x l
l = √4 ,63 x 10−9 m2
2
l = 4,8 x 10-5 m
p = 9,6 x 10-5 m
Direncanakan tinggi media pasir 60 cm, ruang backwash 30 cm dan tinggi permukaan
di atas media setinggi 60 cm sehingga tinggi total unit sebesar 1.5 m. Digunakan filter
single media.
4.2.7 Unit Desinfeksi
Data perencanaan unit desinfeksi:
Debit, Q = 0.044 m3/detik
Konsentrasi, K = 1%/250 ml
Waktu detensi, td = 3 menit = 1800 detik
Dosis optimum, V = 0,9 ml
Sisa khlor, Sisa = 0,25 mg/l
Kadar khlor, C = 75%
1. Volume Unit Desinfeksi
58
V = Q × td
= 0.044 m3/detik × 1800 detik
= 79.2 m3
2. Dimensi Bak Desinfeksi (Bak Persegi)
V = p × l × t = s3
s = 3√V
= 3√79.2 m3
= 4.29 m
3. DPC
DPC = {[1000250
×V ×C ] – D}= {[1000
250×0.9×75% ]- 0.25 mg/l}
= 2.45 mg/l
4. Dosis Khlor
Rs = DPC + Sisa Khlor
= 2.45 mg/l + 0.25 mg/l
= 2.7 mg/l
5. Kecepatan Pembubuhan
d = Q × C × R s
K
= 0.012 m3 /detik × 75% × 2.7 mg/l10 mg/l
= 2,43 x 10-3 m3/detik
6. Kebutuhan Khlor
W = Q × 1C
× Rs
59
= 12 l/detik × 10.75
× 2.7 mg/l
= 43,2 mg/detik = 5 kg/hari
60