TUGAS BESAR PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR BUANGANBAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangAir buangan merupakan air bekas pemakaian, baik yang berasal dari pemakaian rumah tangga ataupun dalam industri. Air bekas rumah tangga disebut air limbah domestik, sedangkan air bekas pemakaian proses dan operasi industri dapat disebut sebagai air limbah industri. Air buangan yang ditimbulkan tergantung pada pemakaian air untuk keperluan sehari-hari, sedangkan pemakaian air besarnya selalu meningkat sesuai dengan pertumbuhan jumlah penduduk serta kemajuan teknologi dan tingkat sosial.Untuk mewujudkan kondisi lingkungan yang sehat, maka penanganan dan pengelolaan air buangan harus mendapat perhatian lebih. Pada kenyataannya, air buangan yang dihasilkan dari aktivitas manusia biasanya dibuang ke badan air yang merupakan sumber air bersih. Jika jumlah air buangan yang dibuang melebihi kemampuan alam untuk menerimanya maka akan terjadi kerusakan lingkungan. Lingkungan yang rusak akan menyebabkan turunnya tingkat kesehatan manusia yang tinggal pada lingkungan tersebut. Oleh karena itu, agar kualitas air di badan air dapatselalu digunakan sebagai sumber air bersih maka air buangan yang akan dibuang ke badan air perlu diolah terlebih dahulu dalam unit pengolahan air buangan. Untuk secondary treatment pada pengolahan air buangan kali ini digunakan Trickling Filter dimana pengolahan ini berfungsi untuk menguraikan zat-zat organik yang terdapat dalam air limbah dengan cara melewatkannnya pada media saring, sehingga terbentuk Slime Layer (cairan lendir) akibat adanya bakteri aerobik dan anaerobik. Air buangan yang berasal dari bak penendap dipercikan di atas media saring tersebut yang kemudian akan dioxidir oleh bakteri anaerobik dan aerobik yang ada di dalamnya. Bakteri-bakteri yang menempel pada media saring akan mendapat substrat dari air buangan, dimana pada periode tertentu akan membentuk lapisan film pada media tersebut dan konsentrasi air buangan akan berkurang.

1.2 Rumusan MasalahPerumusan masalah yang dapat dikemukakan sehubungan dengan perencanaan bangunan pengolahan air buangan adalah sebagai berikut:1. Bagaimana cara menganalisis dan menetapkan alternatif-alternatif unit pengolahan air buangan?2. Bagaimana cara memilih alternatif pengolahan yang sesuai?3. Bagaimana merancang unit-unit pengolahan yang telah dipilih sebagai alternatif pengolahan air buangan?1.3 TujuanTujuan perencanaan bangunan pengolahan air buangan adalah sebagai berikut:1. Menganalisis dan menetapkan alternatif-alternatif unit pengolahan air buangan.2. Dapat memilih alternatif pengolahan yang sesuai dengan keefektifan, efisiensi penyisihan, dan dari segi biaya berdasarkan kelebihan dan kekurangan masing-masing laternatif.3. Merancang unit-unit pengolahan yang telah dipilih sebagai alternatif pengolahan air buangan.1.4 ManfaatBeberapa manfaat yang dapat diperoleh dari perencanaan bangunan pengolahan air buangan ini antara lain:1. Untuk memenuhi syarat mengikuti ujian mata kuliah Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan di Program Studi Teknik Lingkungan Universitas Diponegoro Semarang.2. Mengetahui cara menganalisa karakteristik, debit, kualitas dan kuantitas suatu air buangan, serta dapat merencanakan dan mendesain unit

BAB IVANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1. Analisis Air Buangan Domestik4.1.1 Kuantitas Air BuanganKuantitas air buangan yang akan diolah dalam instalasi pengolahan air buangan ditetapkan berdasarkan fluktuasi debit air buangan selama 24 jam. Data fluktuasi debit tercantum dalam Tabel 4.1 yang sekaligus memuat data fluktuasi konsentrasi BOD dan SS (suspended solid) tiap jamnya.Tabel 4.1Data Debit dan Konsentrasi BOD dan SSJamDebit (m3/detik)Detik (l/detik)BOD (mg/l)SS (mg/l)

17.00-18.000,45450252277

18.00-19.000,43430220319

19.00-20.000,41410228169

20.00-21.000,37370198202

21.00-22.000,34340204151

22.00-23.000,34340192126

23.00-24.000,35350252122

24.00-01.000,39390308148

01.00-02.000,42420377152

02.00-03.000,42420270147

03.00-04.000,4400216120

04.00-05.000,37370219105

05.00-06.000,29290164144

06.00-07.000,23230134149

07.00-08.000,1717080144

08.00-09.000,1313060195

09.00-10.000,1111050216

10.00-11.000,110075293

11.00-12.000,1212099230

12.00-13.000,21210159230

13.00-14.000,37370192167

14.00-15.000,43430240218

15.00-16.000,45450237244

16.00-17.000,46460242260

Sumber: Lembar Tugas PBPAB 2015

4.1.2 Kualitas Air BuanganAir buangan mengandung berbagai macam parameter yang akan menentukan jenis pengolahan yang tepat. Dua di antaranya adalah BOD dan SS seperti yang telah tercantum dalam Tabel 4.1 di atas. Parameter lain yang terdapat di dalam air buangan dapat dilihat dalam Tabel berikut:Tabel 4.2Data Karakteristik Air Buangan Rata-RataParameterKonsentrasiSatuan

Solid total800mg/l

TDS540mg/l

COD1000mg/l

Amonium56mg/l

Nitrat1.4mg/l

Nitrit0.7mg/l

Phosphat9.7mg/l

Sulfat45mg/l

Klorida70mg/l

Alkalinitas97mg/l

Sampah kasar2.3mg/l

Sumber: Lembar Tugas PBPAB 2015Tabel 4.3Distribusi Partikel Air BuanganKecepatan mengendap(m/menit)% berat partikel

3.40.7

2.30.5

2.30.45

1.90.34

1.20.23

0.70.1

Sumber: Lembar Tugas PBPAB 20153 3.1 4.1.3 Analisis Kuantitas dan KualitasAnalisis kuantitas dan kualitas air buangan dilakukan dengan menentukan konsentrasi setiap parameter pada titik percampuran air buangan dengan air sungai/badan air penerima. Apabila konsentrasinya melebihi baku mutu badan air (stream standar), air buangan memerlukan pengolahan terlebih dahulu sebelum memasuki badan air. Badan air penerima, dalam hal ini sungai, memiliki karakteristik tersendiri yang akan mempengaruhi konsentrasi parameter pada titik percampuran dengan air buangan. Data karakteristik air sungai dapat dilihat dalam Tabel 4.4.

Tabel 4.4Karakteristik Badan Air PenerimaParameterKonsentrasiSatuan

Q min4400l/det

Qrata-rata9200l/det

Qmaks12600l/det

TSS65mg/l

TDS30mg/l

BOD4mg/l

COD6mg/l

Amonium0,45mg/l

Nitrat6,5mg/l

Nitrit0,1mg/l

Sulfat18mg/l

Sumber: Lembar Tugas PBPAB 20154.2 Data Debit dan Konsentrasi Air Buangan4.2.1DebitDapat ditentukan debit maksimum, rata-rata, dan minimum air buangan sebagai berikut :Debit maksimum : 0,46 m3/det = 460 l/det

Debit rata-rata: = 0,32 m3/det = 323 l/detDebit minimum: 0,1 m3/det = 100 l/det

4.2.2Konsentrasi BOD Air BuanganBerdasarkan data dalam tabel 4.1 dapat ditentukan BOD maksimum, rata-rata, dan minimum air buangan sebagai berikut :BOD maksimum: 377 mg/l terjadi pada jam 01.00-02.00

BOD rata-rata: = 194,5 mg/l BOD minimum: 50 mg/l terjadi pada jam 09.00-10.004.2.3Konsentrasi SS Air BuanganBerdasarkan data dalam tabel 4.1 dapat ditentukan SS maksimum, rata-rata, dan minimum air buangan sebagai berikut :SS maksimum: 319 mg/l terjadi pada jam 18.00-19.00

SS rata-rata: = 188,67 mg/lSS minimum: 105 mg/l terjadi pada jam 04.00-05.00

Tabel 4.5Data Debit , BOD , dan SS Pada Air BuanganJamDebit (m3/detik)Detik (l/detik)BOD (mg/l)SS (mg/l)

17.00-18.000,45450252277

18.00-19.000,43430220319

19.00-20.000,41410228169

20.00-21.000,37370198202

21.00-22.000,34340204151

22.00-23.000,34340192126

23.00-24.000,35350252122

24.00-01.000,39390308148

01.00-02.000,42420377152

02.00-03.000,42420270147

03.00-04.000,4400216120

04.00-05.000,37370219105

05.00-06.000,29290164144

06.00-07.000,23230134149

07.00-08.000,1717080144

08.00-09.000,1313060195

09.00-10.000,1111050216

10.00-11.000,110075293

11.00-12.000,1212099230

12.00-13.000,21210159230

13.00-14.000,37370192167

14.00-15.000,43430240218

15.00-16.000,45450237244

16.00-17.000,46460242260

Rata- rata0,32323,33194,50188,67

Maks0,46460377319

Min0,110050105

4.3Analisa Kualitas Air BuanganData debit dan kandungan BOD dan TSS dalam air limbah yang digambarkan pada grafik berikut ini :Debit Maks = 460 l/detikDebit Min = 100 l/detik

Gambar 4.1Kurva Debit Air BuanganKons. Min = 50 mg/lKons. Maks = 377 mg/l

Gambar 4.2Konsentrasi BOD Air Buangan

Kons. Maks = 319 mg/lKons. Min = 105 mg/l

Gambar 4.3Konsentrasi SS Air Buangan

Gambar 4.4Hubungan Debit, BOD, dan SS

Pada grafik diatas dapat dilihat bahwa fluktuasi debit mengalami puncak pada jam 16.00-17.00, yaitu sebesar 460 L/detik, dengan debit minimum sebesar 100 L/detik yang terjadi pada jam 10.00-11.00. Sedangkan debit air buangan rata-rata selama 24 jam adalah 323 L/detik. Kandungan BOD maksimum sebesar 377 mg/L terjadi pada jam 01.00-02.00, kandungan minimumnya yaitu 50 mg/L pada jam 09.00-10.00, dengan rata-rata kandungan BOD dalam air buangan sebesar 194,5 mg/L. Sedangkan kandungan Suspended Solid (padatan tersuspensi) dalam air buangan mempunyai nilai maksimum pada jam 18.00-19.00 sebesar 319 mg/L, kandungan minimum pada jam 04.00-05.00 sebesar 105 mg/L, dengan rata-rata kandungan SS sebesar 188,67 mg/L. Jika : Sungai > Effluent : Standar Effluent ( Perda / KepMenLH ) Sungai < Effluent : Stream Standar ( PP No. 82 tahun 2001, kelas II)4.4Perbandingan Kualitas Air Buangan Domestik dengan Baku MutuEvaluasi yang dilakukan terhadap air buangan menggunakan dasar 3 peraturan baku mutu air buangan, yaitu:1. Keputusan MenLH no. 112 Tahun 2003 Tentang Baku Mutu Limbah Cair bagi kegiatan Domestik2. Peraturan Pemerintah no. 82 tahun 2001 Tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air3. Peraturan Daerah Provinsi Jawa Tengah No. 5 Tahun 2012 Tentang Perubahan Atas Peraturan Daerah Provinsi Jawa Tengah No. 10 Tahun 2004 Tentang Baku Mutu Air Limbah.Tabel 4.7Hasil Analisa Kualitas Air BuanganParameterSatuanKualitas Air BuanganEffluent Standard (*)Stream Standard (**)&(***)Keterangan

Solid Totalmg/l800--

TDSmg/l5401000 2000Memenuhi

Setteable Solidmg/l45--

CODmg/l100025100Tidak Memenuhi

Amoniummg/l560.5-

Nitratmg/l1.410Memenuhi

Nitritmg/l0.7-0.06Tidak Memenuhi

Phosphatmg/l9.70.22Tidak Memenuhi

Sulfatmg/l45400-Memenuhi

Kloridamg/l70--

Alkalinitasmg/l97--

Sampah kasar2.3--

BODmg/l3773100Tidak Memenuhi

SS (Suspended Solid)mg/l31950100Tidak Memenuhi

Sumber : Analisa DataKeterangan :*) : Peraturan Pemerintah No.82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan KualitasAir dan Pengendalian Pencemaran Air **) : Peraturan Daerah Provinsi Jawa Tengah No. 5 Tahun 2012 Tentang Perubahan Atas Peraturan Daerah Provinsi Jawa Tengah No. 10 Tahun 2004 Tentang Baku Mutu Air Limbah.***) : Keputusan Menteri Lingkungan Hidup no. 112 Tahun 2003 : : Effluen diatas baku mutu sehingga perlu disisihkan

Parameter air buangan yang harus dihilangkan melalui pengolahan adalah sebagai berikut :1. CODChemical Oxygen Demand (COD) adalah jumlah kebutuhan oksigen dalam air untuk proses reaksi secara kimia guna menguraikan unsur pencemar yang ada. Nilai COD mencakup kebutuhan oksigen untuk reaksi biokimiawi, karena senyawa organik yang dapat dirombak oleh mikroorganisme dapat pula mengalami oksidasi lewat reaksi kimiawi. Kadar COD yang diperbolehkan dibuang ke lingkungan di sungai adalah 25 mg/l ( stream standar ) sesuai no 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air dan 100 mg/l ( effluent standar ) menurut Kepmen LH nomor 112 tahun 2003Kualitas Air Buangan : 1000 mg/l ( diatas baku mutu )Karakteristik badan air penerima untuk COD adalah 6 mg/l2. AmmoniumAmmonium dapat dihilangkan dengan proses pengolahan secara nitrifikasi. Kadar amonium yang diperbolehkan dibuang ke lingkungan di sungai adalah 0,5 mg/l ( stream standar ) sesuai no 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air Kualitas Air Buangan : 56 mg/l ( diatas baku mutu )Karakteristik badan air penerima untuk amonium adalah 0,45 mg/l 3. NitritNitrit dapat dihilangkan dengan pengolahan secara denitrifikasi. Kadar nitrit yang diperbolehkan dibuang ke lingkungan di sungai adalah 0,06 mg/l ( stream standar ) sesuai no 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran AirKualitas Air Buangan : 0,7 mg/l ( diatas baku mutu )Karakteristik badan air penerima untuk nitrit adalah 0,1 mg/l 4. FosfatKandungan phosphat dalam air dapat menyebabkan proses eutrofikasi. Oleh karena itu, untuk mengurangi kandungan phosphat agar sesuai baku mutu diperlukan efesiensi pengolahan sebesar 100 %. Kandungan ini dapat dihilangkan dengan presipitasi kimia dengan penambahan lime lime (CaCO3), alum ( Al (III) ), dan besi ( Fe (III) ). Kadar fosfat yang diperbolehkan dibuang ke lingkungan di sungai adalah 0,2 mg/l ( stream standar ) sesuai no 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air Kualitas Air Buangan : 9,7 mg/l ( diatas baku mutu )5. BODBOD dapat dihilangkan dengan pengolahan secara biologi. Kadar BOD yang diperbolehkan dibuang ke lingkungan di sungai adalah 3 mg/l ( stream standar ) sesuai no 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air dan 100 mg/l ( effluent standar ) menurut Kepmen LH nomor 112 tahun 2003Kualitas Air Buangan : 377 mg/l ( diatas baku mutu )Karakteristik badan air penerima untuk BOD adalah 4 mg/l 6. SSSS dapat dihilangkan dengan screening dan kominutor, grit renoval, sedimentasi, filtrasi, flotasi, penambahan polimer kimia, koagulasi/ sedimentasi, sistem natural ( land treatment ). Kadar COD yang diperbolehkan dibuang ke lingkungan di sungai adalah 50 mg/l ( stream standar ) sesuai no 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air dan 100 mg/l ( effluent standar ) menurut Kepmen LH nomor 112 tahun 2003Kualitas Air Buangan : 319 mg/l ( diatas baku mutu )Karakteristik badan air penerima untuk SS adalah 64 mg/l 4.5 Perhitungan Konsentrasi CampuranKonsentrasi pada titik percampuran ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:

Keterangan:Cc:konsentrasi pada titik percampuranCab:konsentrasi air buangan Cs:konsentrasi air sungai Qab:debit air buangan maksimumQs:debit sungai minimumHasil perhitungan konsentrasi pada titik percampuran disajikan dalam tabel 4.8Tabel 4.8Konsentrasi Air Buangan Pada Titik PencampuranParameterSatuanCabQabCsQsCc

Solid Totalmg/l8004600440075,72

TDSmg/l54046030440078,27

CODmg/l100046064400100,08

Amoniummg/l564600,4544005,71

Nitratmg/l1,44606,544006,02

Nitritmg/l0,74600,144000,16

Phospatmg/l9,7460044000,92

Sulfatmg/l4546018440020,56

Kloridamg/l70460044006,63

Alkalinitasmg/l97460044009,18

BODmg/l3774604440039,30

Sampah Kasarmg/l2,3460044000,22

Sumber : Analisa Data, 2015

4.6 Efisiensi Removal

Keterangan : : efisiensi removal ( % )Cc: konsentrasi campuranCstandar: konsentrasi standar baku mutuBerikut ini merupakan hasil perhitungan efisiensi removal per parameter, yang diberikan pada tabel 4.Tabel 4.8Hasil Perhitungan Efisiensi Removal per ParameterParameterSatuanCcBaku mutuEfisiensi

Solid Totalmg/l75,72100

TDSmg/l78,27100061,67

CODmg/l100,082594,00

Amoniummg/l5,710,592,12

Nitratmg/l6,0210-8,02

Nitritmg/l0,160,0636,22

Phospatmg/l0,920,2100,00

Sulfatmg/l20,5640012,43

Kloridamg/l6,63600100,00

Alkalinitasmg/l9,18100,00

BODmg/l39,30389,82

Sampah Kasarmg/l0,22100,00

Sumber : Analisa Data, 2015

4.11. Perhitungan Pengolahan4.11.1. Saluran Pembawaa. FungsiFungsi saluran pembawa adalah untuk menyalurkan air buangan dari satu unit pengolahan ke unit pengolahan lainnya. b. Kriteria desainKecepatan aliran disamakan dengan criteria bar screen karena saluran pembawa langsung berhubungan dengan bar screen. V =(0.3-0.6) m/dtk. Kecepatan aliran pada saluran tidak kurang dari 0.3 m/dtk. (Iskandar, 1990)c. Perhitungan - Debit maksimum: 0,46 m3/det= 460 L/det- Debit rata-rata: 0,323 m3/det= 323 L/det- Debit minimum: 0,1 m3/det= 100 L/det- koefisien kekasaran Manning untuk beton : n = 0.013 (Triatmodjo, 1995)- Slope: S = 0,005- Bentuk saluran= segi empat- Tinggi (b) : lebar(d) = 1 : 2 (Chow, 1959) Luas penampang saluran

Keliling basah

Jari-jari hidrolis

Kecepatan aliran

Debit AB dalam saluran

Untuk Q = 0,46 m3/det

Kontrol kecepatan maksimum Kontrol untuk Q = 0,1 m3/det

Kontrol kecepatan minimum Dimensi saluran pembawa:tinggi, d= 0,38 m = 38 cmlebar , b= 0,76 m = 76 cmFreeboard, f= 0,11 m = 11 cm4.11.2. Bar Screen Kriteria Desain Kecepatan aliran saat melalui batang > 0,3 m/det Jarak antar batangb = 1-2 (2.54 5.08 cm) Tebal batang, w = 0.8 1 (2.032 cm 2.54 cm) Kemiringan dasar vertical = (30 -60o) Panjang penampang batas = (1-1.5) inc Headlosse maksimum ( 6 inc) = 0.1524 (Metcalf & Eddy, 1991)

Tabel 4.19Kriteria Desain Bar screenFaktor desainManually cleanedMechanical cleaned

Kecepatan melalui kisi (m/dtk)0,3-0,60,6-1,0

Ukuran batang kisi :

Lebar (mm)4-88-10

Kedalamam (mm)25-5050-75

Jarak antar kisi (mm)25-75 (25-44)*10-50 (14-25)*

Kemiringan dari horizontal (derajat)45-6075-85

Headloss yang diijinkan, clogged screen (mm)150150

Headloss maksimum, clogged screen (mm)800800

Sumber : Qasim, 1985 (* Liu-Liptak, 1997) dalam Oktiawan, Wiharyanto

Tabel 4.20Bentuk dan factor Bentuk Batang Bar screenBentuk KisiFaktor Bentuk ()

Persegi panjang dengan sudut tajam Persegi panjang dengan pembulatan di depan Persegi panjang dengan pembulatan depan & belakang Lingkaran 2,421,83

1,671,79

Sumber: Ir. Mochtar H., 1999Desain terpilihDigunakan Bar screen manual Lebar saluran = 0,76 m = 76 cm (sesuai dengan lebar saluran pembawa) Kemiringan bar () = 60o Jarak antar batang (b) = 2,54 cm = 0.0254 m Jenis batang adalah bulat dengan () = 1,83 Tebal batang (w) = 2,032 cm Q maks = 0,46 m3/det = 460 L/det Qmin = 0,1 m3/det= 100 L/det Qrata-rata = 0,323 m3/det = 323 L/det

PerhitunganJumlah batangL= n . w + (n + 1). b76= n (2,032) + 2,54 n + 2,5476= 2.54 n +5.08 n +5.0871,428= 4,572 nn= 15,62 = 16 buahJumlah bukaan antarbatang

Lebar bukaan totalL = n.w + (n+1) b (untuk mencari lebar bukaan yang sebenarnya)76 =16 . (2,032) + (16+1) b76 = 32,512 + 17 bb = 2,56 cmLebar bukaan total = s x b =17 x 2,56 = 43,52 cm = 44 cm = 0,44 m

Panjang batang terendam- Pada saat maksimum Ymaks = d maks / sin 60 = 1,59 /sin 60 = 1,83 m- pada saat minimum Ymin= d min/sin 60 = 0,19 /sin 60 = 0,25 m

Kecepatan air melalui saringan bar screen /bar screen bersih- Pada saat maksimum

Pada saat minimum

Velocity head (tinggi kecepatan)- Pada saat maksimum

- Pada saat Miniumum

Headloss (DH)- Pada saat maksimum

- Pada saat minimum

Kedalaman air setelah melewati bar screen - Pada saat maksimum

- Pada saat minimum

Kecepatan aliran setelah bar screen Pada saat maksimum

- Pada saat minimum

Tinggi freeboard Diasumsikan bahwa freeboard dapat mengatasi luapan air pada saat clogging: 50 %, sehingga pada saat clogging, luas bar screen berkurang 50 %.Pada saat maksimumLuas (A)= 50 % . 0,44 . 0,76 m2 = 0,1672 m2v= Q/A = 0,46/0,1672= 2,75 m/dtk hL= 1,83. (0.02032/0,0256)4/3 . (2,752/2 x 9,81) sin 600 = 0,45mTinggi freeboard= 50 %. 0,44 = 0,22Tinggi total bar screen = 0,44 + 0,22 = 0,66 m 0,7Jadi, dimensi bar screen:Lebar saluran: 0,44 m dan tinggi : 0,7 m

Gambar 4.9Sketsa Bar screen

4.11.3. Grit ChamberFungsi grit chamner adalah untuk memisahkan partikel padat (pasir, kerikil, biji-bijian) yang mempunyai kecepatan pengendapan atau specific gravity lebih besar daripada partikel organic agar tidak mengganggu proses pengolahan berikutnya.Tujuan pemisahan pasir: Melindung peralatan mekanik dan pompa dari abrasi Mencegah terjadinya clogging pada pipa Mencegah efek pengapuran pada dasar sludge sigester dan bak pengendap I Mengurangi akumulasi dari material inert pada bak aerasi dan sludge digester1. Kriteria Desain Grit Chamber yang digunakan adalah grit chamber horizontal. Waktu detensi (td)= 2- 5 mnt kecepatan horizontal = 0.8 1.3 ft/s = (0.24 0.39) m/det kecepatan pengendapan = 0.6-1.3 m/mnt perbandingan P : L = 3:1 5 :1 Perbandingan Lebar : Dalam= 1:1 = 5:1 Kedalaman = 2 5 m specific grafity untuk grit kurang dari 2.65 (Metcalf & Eddy, 1991)

Gambar 4.10 Sketsa Grit Chamber Horizontal

Tabel 4.21 Kecepatan Mengendap PartikelKind ofSpecificDiameter ( mm )

ParticleGravity10,50,20,10,050,010,005

Quartz sand2,65330170541640,20,04

Sewage solids1,01-1,21-800,2-400,01-120,01-2< 0,5< 0,02< 0,005

Sumber: Elwyn E. Seelye, Design 3rd, John Willey and Sons. Inc., New York2. Desain terpilih Direncanakan 3 unit bak grit chamber (2 bak beroperasi, 1 cadangan) Kecepatan horizontal = 0.8 ft /s = 0.24 m/det Kecepatan pengendapan = 0.6 m/mnt = 0.01 m/det P:L = 4 :1 td = 2 mnt = 120 dtk3. PerhitunganVolume BakDirencanakan 2 bakV = Qmaks x td = 0,46 m3/det x 60 det = 27,6 m3

Overflow Flowrate (OR) (dengan Vs untuk d = 0.2 mm jenis pasir kuarsa adalah 54 inch/mnt)OR = 900 x Vs = 900 x 54 inch/mnt = 48600 ga/day/ft2 x 0,040758 m3/m2/day = 0.022 m3/m2/dtkLuas Permukaan (A surface)

Saat Maksimum, As = = = 20 m2

Tinggi Bak (L) Diambil yang maksimum

T = ==1,38 mFreeboardTf = 10% T = 0,138 mDimensi Grit ChamberV = p x l x t= 5 x 4 x 1,38

1,38 m

5 m

ZONA PENGENDAPANLuas Permukaan (A surface)

- Saat Maksimum, As = = = 20 m2

- Saat Minimum, As = = = 4,35 m2Panjang Bak (L) Saat maksimumP: L= 4:1P= 4LAs= 4L220= 4 L2L= 2,24 m = 4 x 2,24 = 8,96 m V= Q x td = P x L x H

H = = = 2,75 m (memenuhi kriteria desain)Freeboard = 0,6 mHo = 2,75 + 0,6 = 3,35 m

Volume Bak AktualV = p x b x d = 8,96 x 2,24 x 3,35 = 67,24 m3Waktu detensi

td = == 146,17 dtk (OK)

KONTROL BILANGAN REYNOLDS

Vh = = = 0,06 m/dtk R =

= = 1 1 ( ok )

KONTROL BILANGAN FRAUDE

NFr= VOLUME ZONA LUMPURDiasumsikan kedalaman ruang pengumpul pasir = 0,4 mLebar dan panjang saluran ruang pasir sama dengan lebar dan panjang saluran grit chamber.Volume ruang pasirV = p x l x t = 8,96 m x 2,24 x 0,4 m = 8,03 m3Lumpur yang dihasilkan = ( 35-4,2) mg/L x 31104000 l/hari x 10-6kg/mg= 958 kg/harivolume Lumpur/hari pada grit chamber

=

Periode pengambilan pasir = =9,95/18,6 = 0,5 = 2 kali /hari

4.11.4. Tangki Aliran Rata-RataFungsi Tar adalah untuk menghindari masalah-masalah operasi akibat adanya perubahan atau fluktuasi aliran dan konsentrasi dalam 24 jam.1. Data PerencanaanDigunakan TAR sistem in-line, yaitu TAR langsung diletakkan sebagai bagian dari flow diagram karena debit aliran minimum sangat kecil.2. PerhitunganPerhitungan volume TAR

Tabel 4.22 Perhitungan Volume TAR

(Sumber : SOP PBPAB, 2015)

Volume pada Setiap JamVi = Qi x tDimana:Vi= volume jam ke-iQi= debit jam ke-it= waktu 1 jam = 3600 dtk

Contoh:Pada jam 17.00-18.00V = Q x t = 0,45 m3/dtk x 3600 dtk = 1620 m3Volume akumulasiContoh:V(13-14) akum= V(12-13) + V(13-14) = 21780 + 1332 = 23112 m3

Gambar 4.11 Grafik Perbandingan Waktu dan Volume TAR(Sumber : Analisa Penulis, 2014)

a. Perhitungan BOD Mass Loading

Gambar 4.12 Grafik Perbandingan Waktu dan Debit(Sumber : Analisa Penulis, 2015)Dari grafik di atas dapat diketahui TAR dalam kondisi kosong yaitu pada periode 24.00 01.00 (pertemuan antara QTAR dan Qrata-rata).

Tabel 4.23 Perhitungan BOD Mass Loading

(Sumber : SOP PBPAB, 2015)Konsentrasi BOD Air Buangan yang Keluar TAR Tiap Periode

Xoc= Dimana:Xoc= konsentrasi BOD air buangan yang keluar TAR periode iniXic= konsentrasi BOD air buangan yang masuk TAR periode iniXtp= konsentrasi BOD air buangan di TAR periode sebelum iniVi= volume air buangan yang masuk TAR periode iniVtp= volume air buangan di TAR periode sebelum iniContoh:Untuk periode 13.00-14.00

Xoc= = 192 mg/L

BOD Mass Loading Tiap PeriodeMoc= Qr. Xoc.3600/1000Dimana:Moc= BOD mass loading yang keluar TARQr= Debit rata-rata air buangan yang keluar TARXoc= Konsentrasi BOD air buangan yang keluar TAR

Contoh untuk periode 13.00-14.00Moc= 0,37 m3/jam x 2192 mg/L x 3,6= 256 kg/jam

Gambar 4.13 Grafik Mass Loading BOD(Sumber : Analisa Penulis, 2014)

b. Perhitungan SS Mass LoadingLangkah perhitungan SS Mass Loading sama dengan perhitungan BOD mass loading.

Tabel 4.24 Perhitungan SS Mass Loading

Gambar 4.14 Grafik Mass Loading SS(Sumber : Analisa Penulis, 2015)

c. Perbandingan BOD Mass Loading dan SS Mass Loading Sebelum dan Sesudah Equalisasi

Tabel 4.25 Perbandingan BOD Mass Loading dan SS Mass Loading Sebelum dan Sesudah Equalisasi

(Sumber : Analisa Penulis, 2015)

a. Perhitungan Dimensi TAR1. Kriteria Desain:a. Kemiringan talud, tg = (1/3 )b. Kedalaman minimum = (5-6) ft = (1.5 -2) mc. Freeboard = (0.5-1) m, tergantung pada kondisi dan luas permukaan. (Metcalf & Eddy, 1991)

2. Data Perencanaan:a. Bentuk tangki yang direncanakan adalah limas terpasung dengan IN-LINE SISTEMb. Kemiringan talud = 1:3c. Kedalaman minimum = 2 md. Freeboard = 1 me. Volume akumulatif tangki = selisih volume maksimum selisih volume minimum = 0 (-4416) = 4416 m3f. Permukaan tangki berbentuk bujur sangkar.3. Perhitungan:Volume total limasVt= 1/3 . luas alas. Tinggi.Vt= 1/3 (2a)2. tKemiringan talud = t : a = 1:3a = 3tMaka Vt = 1/3 (6t)2 . t = 12 t3a. Jika tinggi limas yang dipasung = x m maka t = x + 2b. Maka di sisi atas limas yang dipasung = a = 3t = 3.2 = 6 c. 2a = 12d. Volume limas yang terpasung = 1/3 . luas alas . tinggi = 1/3 . (12)2. 2 = 96 m3

Dimensi TARVolume TAR= Volume limas total volume limas terpasung6156= 12 (x+2)3 12 x36156= 12 (x3+ 6x2 + 3x . 4 + 8)- 12 x36156 = 72 x2 + 144 x + 960= 72 x2 + 144 x - 6060x = 8,19maka panjang TAR masing-masing = 2xa = 2 (3t) = 6t = 6 x (8,19 +2) = 61,14 mt = 10,19 mPerhitungan waktu tinggal TAR (td)

td =

= = 19000 detik = 5,28 jamUntuk menghindari pengendapan dipasang aerator berupa paddle.

1.12.5. Bak Pengendap I (Primary Clarifier)Fungsi bak pengendap I adalah menurunkan kadar solid yang terdapat dalam air buangan serta mengendapkan solid hasil presipirasi dari bak pencampur dengan cara mengendapkannya secara gravitasi.

1. Kriteria desain- Efisiensi penurunan SS: (50-70) % - Efisiensi penurunan BOD: (25-40) % - Waktu detensi (td): (1,5-2,5) jam- Overflow rate (OR): (30-50) m3/m2 hari pada aliran rata-rata :(80-120) m3/m2 hari pada aliran maksimum.- Beban pelimpahan: (125 500) m3/m2 hari- Kedalaman (H): (3 5) m- Konsentrasi solid: (4 6) %- Perbandingan panjang dan lebar : (3 5) :1- Slope dasar: (1 2) %2. Data perencanaan Bak sedimentasi I ini direncanakan berbentuk persegi panjang tipe horizontal flow. Lumpur yang terkumpul dikeluarkan dan diolah bersama-sama dengan Lumpur dari bak pengendap II. Direncanakan 3 buah bak (2 operasi, 1 cadangan) Debit rata-rata : 0,32 m3/dtk P : L = 4 :1 Vh = 10 Vs OR: 36 m3/m2.hari Bentuk bak: rectangular Konsentrasi SS: 188,67 mg/L = 188,67 gr/m3 Spesifik gravity: 1,03 Kandungan solid: 4,5% Kedalaman : 3 m Waktu detensi: 1,5 2,5 jam (Tchobanoglous, 2004) Faktor keamanan untuk good performance ( n ) = 1/3 ( Fair et al.,1962 )3. Perhitungan1. Menentukan Dimensi Bak Digunakan 3 bak, maka Q masing-masing bak:= 0,32 m3/dtk / 3= 0,1067 m3/dt = 9218,88 m3/hari = 9218880 L/hari Luas Permukaan (As):= Q / OR= 0,1067 m3/dtk /36 m/hari= 256,08 m2 Perbandingan panjang dan lebar bak : 4 : 1P x L= 256,08 m24L x L= 256,08 m2L= 8 m P= 4 x 8 m= 32 mA aktual = 8 x 32 = 256 m2 Cek over flow rate:

= = 4,17 x 10-4 m/dtk= 36,01125 m/hari (memenuhi rentang ( 30 -50 ) m3/m2.hari) Cek waktu detensi:Volume bak= 3 m x 8 m x 32 m= 768 m3

Waktu detensi = = 7197,7 dtk= 2,24 jam (memenuhi rentang 1,5 2,5 jam)

KONTROL KECEPATAN HORIZONTAL Kecepatan horizontal (Vo) = 4,17 x 10-4 m/dtkJari-jari hidrolis

ZONA INLETInlet dibuat dari bukaan dinding bagian bawah.Vrencana 3 m/s ( Darmasetiawan, 2001 )Diambil Vi = 0,1 m/sLubang influen berbentuk persegi panjang dengan jumlah 10 buah.Panjang saluran = 32 mlebar bak = 8 m

Qperlubang = m3/dtkLuas lubang ( Ai ) = 0,01067/0,1 = 0,1067 m2

Tinggi lubang = = 0,33 mLebar saluran = tinggi saluran = 0,33 m

Kontrol Kecepatan horizontal

Vh = = =0,004 m/sJari-jari hidrolis

R = m

ZONA OUTLET- Jumlah Gutter menurut huismanVo = 4,17 x 10-4 m/detik

- Debit tiap gutter

Qg = Dimensi gutterpanjang gutter = panjang bak = 32 mQg = 2,49.Lg.Ho3/2Asumsi Lg = 1,5 Ho maka :0,05335 = 2,49.Ho5/2Ho5/2 = 0,011Ho = 0,163 mLg = 1,5 x Ho = 1,5 x 0,215 m = 0,3225 m sistem outlet menggunakan sistem pelimpah V-notch, jarak antar V-notch, x = 0,2 m Jumlah v-notch yang diperlukan, n:n = P/ 0,2 n = 32 / 0,2 = 160 buah- Debit tiap inlet V-noth, Qv

Qv =

= = 6,7x10-4 m/dtk-gutter mempunyai dua pelimpah maka jumlah v-notch tiap sisi yaitu

n=- Tinggi air pada V-notch ,H Qv = 8/15 . (Cd . 2g.tan /2)5/2

H = = = 0,037 m-Dimensi v-notchFreeboard, (fw) = 0,5 x Ho = 0,5 x 0,215 = 0,1075 mlebar muka air notch, (lw) = 2 Ho x tan 45o= 2 x 0,215 tan 45o= 0,43 m Lebar pintu v-notch lp = 2 ( Ho + fw ) tan 45o= 2 (0,215 + 0,1075 ) tan 45o= 0,645 m- Jarak antar guttermisalnya jarak gutter ke tepi = b, maka jarak antar gutter L outlet = 2 x Lg x ( 2b + 2b ) 8= 2 x 0,3225 x 4b b= 3,1 m

ZONA LUMPUR Spesific gravity: 1,03Prosentase lumpur: 4 % (dari ketentuan 4% - 12%) (Thcobanogolus,2004)TSS influen: 188,67 mg/L% Removal TSS pada Bak Pengendap I : 65%

Removal rate lumpur tiap bak = 0,65 x 188,67 mg/l x 86400 x = 43009,53228 mg/hari Produksi lumpur total= 2 x 43009,53228 mg/hari= 86019,0645 mg/hari = 0,086 kg/hari

Volume sludge= Dimensi ruang lumpur (ruang lumpur berbentuk trapesium)Panjang bagian atas: 32 m (sesuai panjang bak)Panjang bagian bawah rencana: 5 mLebar bagian atas: 8 m (sesuai lebar bak)Lebar bagian bawah rencana: 0,45 mKedalaman ruang lumpur rencana: 0,5 mPerhitungan kualitas effluen bak pengendap IBOD removal = 40 %COD removal = 40 %TSS removal= 65 %Phospat removal = 20 %Konsentrasi BOD influen= 358,15 mg/lKonsentrasi COD influen= 950 mg/lKonsentrasi SS influen= 287,1 mg/lKonsentrasi Phosphat influen = 9,7 mg/lProduksi BOD efluen perhari= 358,15 mg/l x 10-6 kg/mg x (1 0,4) x 0,1067 m3/detik x 1000 L/m3 x 86400= 1981,045123 kg/hariProduksi COD efluen perhari= 950 mg/l x 10-6 kg/mg x (1 0,4) x 0,1067 m3/detik x 1000 L/m3 x 86400= 5254,7616 kg/hariProduksi SS efluen perhari= 287,1 mg/l x 10-6 kg/mg x (1 0,65) x 0,1067 m3/detik x 1000 L/m3 x 86400= 926,3591568 kg/hariProduksi Phospat efluen perhari= 9,7 mg/l x 10-6 kg/mg x (1 0,2) x 0,1067 m3/detik x 1000 L/m3 x 86400= 71,5385088 kg/hariDebit efluen= debit masuk debit lumpurDebit masuk= 0,1067 m3/detik x 86400 detik/hari= 9218,88 m3/hari

Debit lumpur = = 6,96 x 10-4 m3/hariDebit efluen = 9218,88 m3/hari 6,96 x 10-4 m3/hari= 9218,879304 m3/hari

Konsentrasi BOD effluen = = 214,89g/m3= 214,89 mg/l (sesuai mass balance)

Konsentrasi COD efluen = = 570 g/m3= 570 mg/l (sesuai mass balance)

Konsentrasi SS efluen = = 100,485 g/m3= 100,485 mg/l (sesuai mass balance)

Konsentrasi Phospat efluen = = 7,76 g/m3= 7,76 mg/l (sesuai mass balance)

ddaemFENDI SETYO BUDI

21080112130091wy2y1yb = 30 mmw = 10 mm60o90 cm45 cmBar ScreenSaluranBatang