BAB IVPERENCANAAN PENYALURAN AIR BUANGAN

4.1 Perhitungan Debit Air Buangan4.1.1 Debit Air Buangan DomestikDalam perencanan sistem penyaluran air buangan ini, besarnya debit air buangan direncanakan sebesar 80% dari kebutuhan air bersih pada tiap tiap blok. Dengan demikian, besarnya debit air buangan dapat dihitung berdasarkan perhitungan kebutuhan air bersih tersebut.Contoh perhitungan Blok AI :Q air bersih domestik = 19,12 l/detik= 19,12 x 10-3 x 86400= 1651.968 m3/hrQ air buangan domestik = 80 % x 1651.968 m3/hari= 1321,57 m3/hr= 0,0153 m3/detikDengan cara yang sama, dilakukan juga perhitungan blok lainnya. Hasil perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.1.Tabel 4.1 Debit Air buangan DomestikDaerahBlokDebit Air (l/dtik)Debit Air Buangan Domestik (m3/hari)

Domestik (l/dtik) Domestik (m3/hari)

AA119,121651.961321,57

A228,692478,811983,05

A347,814130,78 3304,62

BB144,623855,163084,13

B219,121651,961321,57

Total159,631376811014,94

Sumber: Data Perhitungan PBPAL, 20144.1.2 Debit Air Buangan Non DomestikDebit air buangan non domestik dapat dihitung berdasarkan kebutuhan air bersih dari tiap fasilitas yang ada pada masing masing blok pelayanan. Untuk buangan non domestik faktor air buangan ditetapkan 75-90% dari debit air bersih non domestik yang besarnya tergantung dari fungsi masing-masing fasilitas kota. Dalam perhitungan ini diambil debit air buangan non domestik sebesar 80% dari debit air bersih non domestik.Contoh perhitungan Blok AI :Q air bersih non domestik = 3,49 l/detik= 3,49 x 10-3 x 86400 = 301,53 m3/hrQ air buangan non domestik= 80 % x 301,53 m3/hr= 241,22 m3/hrDengan cara yang sama, dilakukan juga perhitungan blok lainnya. Hasil perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.2.Tabel 4.2 Debit Air Buangan Non DomestikDaerahBlokDebit Air (l/dtik)Debit Air Buangan Non Domestik (m3/hari)

Non Domestik (l/dtik) Non Domestik (m3/hari)

AA13,49301,53241,22

A217,481510,271208,21

A312,971120,61 896,48

BB18,09698,97559,17

B220,521772,921418,34

Total62,555404,304323,42

Sumber: Data Perhitungan PBPAL, 20144.1.3 Fluktuasi PengaliranFluktuasi pengaliran meliputi debit rata rata, debit minimum, dan debit total p :Contoh perhitungan Blok AI :Q air buangan domestik = 1651,96 m3/hrQ air buangan non domestik = 301,53 m3/hrmaka Qr= Qdomestik + Qnon domestik= 1651.96 m3/hr + 301,53 m3/hr= 1953,49 m3/hr= 0,0226 m3/detDengan cara yang sama, dilakukan juga perhitungan blok lainnya. Hasil perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.3.Tabel 4.3 Debit Rata Rata Air BuanganDaerahBlokQ buangan domestikQ buangan nonQ buangan totalQr

(m3/hari)Domestik ( m3/hari)(m3/hari)(m3/detik)

AA11651.96301,531953,490,0226

A22478,811510,273989,080,0461

A34130,78 1120,61 5251,390,0607

BB13855,16698,974554,13 0,0527

B21651,961772,923424,810,0396

137685404,3019172,900,2217

Sumber: Data Perhitungan PBPAL, 2014

Dari Persamaan Babbit.fp = 5/P z z = Log (4)/Log (P)fp = 5/ 12.959 -0.146z = Log (4)/Log (12.959)fp = 1,25z = 0,146

Qp= Qr x fp= 0,0226 x 1,25= 0.003 m3/det

Qmin= = 0.0061 m3/detDengan cara yang sama, dilakukan juga perhitungan blok lainnya. Hasil perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada table 4.4.Tabel 4.4 Fluktuasi Pengaliran Tiap BlokDaerahBlokLuas(km2)Jumlah penduduk(jiwa)Qr(m3/det)zfpQp(m3/det)Qmin(m3/det)

A12,68129590.02260.14631.250.0330.0061

AA22,18194390.04610.14031.250.0580.0115

A33,76323970.06070.13341.250.0760.0176

BB111,57302370.05270.13431.250.0660.0143

B22,32129590.03960.14631.250.0500.0069

Total22,521079910.20170.11961.250.2520.0641

Sumber: Data Perhitungan PBPAL, 20144.2 Rencana Saluran Air Buangan4.2.1 Pemilihan Bentuk Dan Jenis PipaPemilihan jenis pipa yang akan dipasang pada jalur yang telah ditetapkan, harus berhubungan dengan kondisi lapangan, baik dari segi topografi maupun struktur tanah. Selain itu, pemilihan jenis pipa yang digunakan harus memenuhi syarat antara lain :a) Sesuai dengan kebutuhan desainb) Daya tahan tinggi terhadap kondisi lapanganc) Suku cadang pipa mudah diperoleh dengan harga yang pantasBerdasarkan pertimbangan faktor-faktor diatas, dipilih pipa PVC dengan koefisien kekasaran Manning sebesar 0,015 (koefisien kekasaran Manning perencanaan pipa baru) dengan karakteristik sebagai berikut : Ringan dan permukaan dalamnya licin Penginstalannya mudah Tahan terhadap bahan kimia Kekuatannya cukup besar Memiliki daya tahan korosi Daya konduksi panas yang rendah Biaya instalasinya rendah Hampir bebas pemeliharaan (virtually free maintenance) Mudah dibentuk Elastisitasnya tinggi

4.2.2 Perhitungan Pembebanan Saluran Contoh perhitugan untuk jalur 2-3 :Qp Blok A1= 0.058 m3/dtQmin Blok A1= 0.0115 m3/dtBeban saluran = 100% Blok A2 + jalur 1-2Qp saluran jalur 2-3= 100% x 0.058 m3/dt + 0.033 m3/dt= 0.091 m3/dtQmin saluran jalur 2-3= 100 % x 0.0115 m3/dt + 0.033 m3/dt= 0.0176 m3/dtQkumulatif ataupun Qtotal merupakan penjumlahan dari Qsaluran. Selanjutnya akan ditampilkan pada tabel dibawah ini :Tabel 4.5 Pembebanan tiap saluranSaluranBeban SaluranQP(m3/dt)QMin(m3/dt)

Jalur 1-2100% Blok A10.0330.0061

Jalur 2-3100% Blok A2 + jalur 1-20.0910.0176

Jalur 3-455% Blok A3 0.0420.0096

Jalur 3-545% Blok A3 + jalur 2-3 dan 3-40.1670.0673

Jalur 5-620% Blok B2+ jalur 3-50.1770.0687

Jalur 6-780% Blok B2 + jalur 7-80.1060.0198

Jalur 7-8100% Blok B10.0660.0143

Jalur 6 - IPALJalur 5-6 + jalur 6-70.2830.0885

Sumber: Data Perhitungan PBPAL, 2014

4.2.3 Perhitungan Dimensi Pipa Air BuanganSaluran air buangan direncanakan mengggunakan pipa PVC karena tahan terhadap bahan kimia, penggerusan, dan korosi akibat asam atau basa yang mungkin dikandung air limbah, dengan koefisien kekasaran pipa n = 0,015 yang merupakan angka standar untuk mendapatkan konstruksi yang baik (Metcalf & Eddy, 1991). Dimensi saluran air buangan dapat dihitung tiap saluran dengan menggunakan grafik Hydraulic Element for Circular Sewer. Kecepatan minimal dalam pipa adalah Vmin = 0,9 m/dt (Anjuran WHO untuk daerah tropis) agar mampu menggelontor pasir yang mungkin terkandung dalam air limbah.Contoh perhitungan dimensi jalur 12:Qp = 0.033 m3/s Qmin = 0.0061 m3/s n = 0,015d/D = 0,8 Qp/Qfull = 0.98 (grafik)V = 0,9 m/dt

D = = = 0,218 mDterpakai= 0,22 m (diameter pipa PVC dipasaran)

Vf (koreksi) = 4 x Qf x D2

= = 0,89 m/det S = Vf x n (D/4)8

= = 0,00123 m hf = S x L = 0,00123 x 804,5 = 0,99 m

Qmin/Qf = 0,0061 / 0,034 = 0,19 (diplot ke grafik) Dmin/Dpas = 0,3 (dari Q min/Qf . lalu di plot ke d/D) Dmin = 0,3 x Dterpakai = 0,3 x 0,22 = 0,065 m Vmin/Vf = 0,63 (dari dmin/Dpas, lalu plot ke V/Vf) Vmin = 0,63 x 0,89 = 0,56 m/detDmin > 0,05 m ( Tidak perlu Cek penggelontoran)Vmin > 0,5 m/det .(Tidak Perlu Cek penggelontoran) Karena Dmin < 0,05 m maka perlu Cek penggelontoran dan Vmin > 0,5 m/det maka Tidak Perlu Cek penggelontoran. T = L/ Vmin = (804,5 m/ 0,56 m/det ) x (1 jam/ 3600 det) = 0,4 jam

Perhitungan selanjutnya bisa dilihat pada tabel 4.6 dan 4.7.

Tugas Besar Pengolahan Bangunan Pengolahan Air LimbahIV-10

4.3 Penanaman PipaPada penanaman pipa saluran air buangan, kemiringan (slope) pipa memiliki peran yang sangat penting, sehingga tidak diperbolehkan adanya kesalahan, karena kesalahan pemasangan pipa akan mempengaruhi kecepatan aliran yang dihasilkan. Harus diperhatikan pula, bahwa kedalaman penanaman pipa maksimum 7 m , dan bila lebih maka sudah harus dilakukan pemompaan untuk menaikkan air dalam saluran.Contoh perhitungan saluran 12:Ssaluran = 0.00123D terpakai= 0.220 mHf = L x Ssaluran= 0,99 mAsumsi kedalaman awal = 1 mElevasi tanah: Awal = 925 m Akhir = 875 mElevasi pipa awal: Elevasi tanah awal 1 (Dterpakai)= 925 m -1 - 0.220 m = 923.8 mElevasi pipa akhir:Elevasi tanah akhir - Hf= 875 m - 0,99 m = 874.01 mTinggi galian awal:Elevasi tanah awal elevasi pipa awal= 925 m - 923.8 m = 1.2 mTinggi galian akhir: Elevasi tanah akhir elevasi pipa akhir= 875 m - 874.01 m = 0.99 m

Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.8

Berikut adalah contoh penanaman pipa:

Gambar 4.1 Penanaman pipa

4.4 Bangunan PelengkapPada sistem penyaluran air buangan dibutuhkan bangunan-bangunan penunjang yang penting untuk memperlancar pengaliran air buangan dalam saluran dan dapat pula digunakan untuk pemeriksaan saluran agar tidak terjadi pengendapan yang berlebihan yang nantinya dapat menimbulkan penyumbatan.4.4.1 ManholeManhole berfungsi unutk memeriksa, memelihara, membersihkan dan memperbaiki saluran. Manhole dilengkapi dengan penutup yang terbuat dari beton atau besi dengan diameter lubang minimal 60 cm serta dilengkapi dengan tangga. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam peletakan bangunan manhole sehingga dapat berfungsi dengan baik antara lain: Manhole lurus, diletakakn pada bagian saluran yang lurus pada jarak tertentu sesuai dengan panjang saluran. Manhole belokan, diletakkan pada bagian belokan / sudut 90o atau jari-jari tikungan harus sama ataupun lebih dari tiga kali diameterpipa saluran, karena jari-jari tikungan yang kecil akan menimbulkan terjadinya kehilangan energi yang cukup besar. Manhole percabangan, diletakkan pada setiap pertigaan ataupun perempatan dimana terjadi pertemuan aliran. Manhole diletakkan disetiap tempat yang memiliki perubahan kemiringan saluran, dan pada setiap perubahan diameter pipa.Perletakan manhole terutama manhole lurus maksimal setiap panjang 200 m panjang, hal ini dimaksudkan untuk memudahkan pengontrolan air limbah serta sebagai inlet air limbah baik dari domestik maupun non domestik.

Gambar 4.2 Manhole

4.4.2Ventilasi UdaraPerlengkapan ini dibutuhkan untuk mencegah terkumpulnya gas yang memacu terbentuknya gas H2SO4 yang dapat menimbulakn korosi, mencegah terjadinya tekanan udara dalam saluran, dan mempertahankan kesegaran udara. Pada perencanaan ini ventilasi dibuat pada lubang manhole.Contoh perhitungan untuk jalur 1-2.Kecepatan Aliran (Vf) = 0,89 m/detWaktu tempuh (T) = 0,4 jam = 1440,8 detikPanjang Pipa = 804.5 m

Jarak Ventilasi Udara = Vf x T = 0,89 m/det x 1440,8 det = 1277.0 m

Jumlah Ventilasi Udara = == 1,42 1 unitTabel 4.9 Perhitungan Ventilasi UdaraJalurKecepatan Aliran (m/det)Waktu Tempuh (det)Jarak Ventilasi Udara (m)Panjang PipaJumlah Ventilasi Udara

Jalur 1-20.891440.81277.0804.51

Jalur 2-30.67569.3381.7240.51

Jalur 3-40.80786.0631.73981

Jalur 3-50.60834.5503.23171

Jalur 5-60.64296.8189.7119.51

Jalur 6-70.382133.7816.7514.51

Jalur 7-80.84929.7778.9498.51

Jalur 6 - IPAl0.64251.5160.2102.51

Sumber: Data Perhitungan PBPAL, 20154.4.3 PompaPompa digunakan apabila pipa air buangan yang akan ditanam memiliki kedalaman lebih dari 7 m. Fungsi dari pompa ini untuk menaikan head dari elevasi yang rendah menuju elevasi yang tinggi. Pompa ini juga dapat digunakan pada drop manhole agar aliran dapat terus mengalir menuju IPAL. Pada tugas perencanaan ini tidak digunakan pompa karena penanaman pipa tidak ada yang mencapai kedalaman 7m4.4.4 Rencana Bangunan ManholeDalam perencanaan ini manhole dibuat pada jarak setiap 100 m dan pada awal saluran dan akhir saluran dibuat manhole yang digunakan untuk melakukan pengecekan dan kontrol awal. Pada tabel 4.9 dinyatakan jumlah manhole, sebagai berikut.

Tabel 4.9 Manhole Saluran Air BuanganJalurDiameter (m)Panjang Jalur (m)Jarak Antar Manhole (m)Jumlah manhole

Jalur 1-20.220804.51008

Jalur 2-30.420240.51002

Jalur 3-40.2603981004

Jalur 3-50.6003171003

Jalur 5-60.600119.51001

Jalur 6-70.600514.51005

Jalur 7-80.320498.51005

Jalur 6 - IPAl0.760102.51001

Manhole di awal dan akhir saluran 4

Total34

Sumber: Data Perhitungan PBPAL, 20154.5Elevasi Saluran Elevasi atau beda tinggi yang dihitung dari saluran yang direncanakan adalah : Elevasi dasar saluran awal. Elevasi dasar saluran akhir.Cara perhitungan : Elevasi dasar saluran awal = elevasi muka tanah awal hair - freeboard Elevasi dasar saluran akhir= elevasi dasar saluran awal - hdContoh perhitungan elevasi tanah saluran 1-2 : Hf= 0,99 m Fb saluran= 0,1 m Diameter = 0,22 m Elevasi muka tanah awal = 925 m Elevasi muka tanah akhir= 875 m Elevasi dasar saluran awal= elevasi muka tanah awal - hf - Dterpakai= 925 m - 0,99 m - 0,22 m= 923.5 m Elevasi dasar saluran akhir= elevasi tanah akhir fb - hf - Dterpakai = 875 m - 0,1 m - 0,99 m - 0,22 m= 873.7 mDengan cara yang sama, dapat diperoleh elevasi untuk saluran yang lain. Hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel 4.10 berikut.Tabel 4.10 Perhitungan Elevasi SaluranJalurElevasi Muka Tanah (m)Elevasi Dasar Saluran (m)HfFbDiameter (m)

AwalAkhirAwalAkhir

Jalur 1-2925875923.5873.70.990.10.220

Jalur 2-3875875874.8874.40.110.10.420

Jalur 3-4875825874.5824.30.360.10.260

Jalur 3-5875750874.8749.20.090.10.600

Jalur 5-6750750749.9749.30.040.10.600

Jalur 6-7750750749.8749.20.060.10.600

Jalur 7-8750700749.5699.20.430.10.320

Jalur 6 - IPAl750725749.9724.10.030.10.760

Sumber: Data Perhitungan PBPAL, 2015