eswete bab 4 men

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


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


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






3

= 12,77 NTU

c. Dosis Koagulan : 25 mL




33



3

= 13,07 NTU

d. Dosis Koagulan : 30 mL






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


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


G = 16/detik

h = 0.008 m

Kompartmen 3


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


600 s =

1,3 m600 s

= 2,17 x 10-3 m/s

d. Kran 4 : Tinggi kran = 200 cm = 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


600 s =

0,3 m600 s

= 5 x 10-4 m/s

2. Perhitungan kecepatan pada menit ke-20



1200 s =

2,3 m1200 s

= 1,92 x 10-3 m/s


Kecepatan (Vo) = 2,8−1 m1200 s

= 1,8 m1200 s

= 1,5 x 10-3 m/s



1200 s =

1,3 m1200 s

= 1,08 x 10-3 m/s

40



1200 s =

0,8 m1200 s

= 6,67 x 10-4 m/s



1200 s =

0,3 m1200 s

= 2,5 x 10-4 m/s




1800 s =

2,3 m1800 s

= 1,28 x 10-3 m/s



= 1,8 m1800 s

= 1 x 10-3 m/s



1800 s =

1,3 m1800 s

= 7,22 x 10-4 m/s



1800 s =

0,8 m1800 s

= 4,44 x 10-4 m/s



1800 s =

0,3 m1800 s

= 1,67 x 10-4 m/s



41


2400 s =

2,3m2400 s

= 9,58 x 10-4 m/s



= 1,8m2400 s

= 7,5 x 10-4 m/s



2400 s =

1,3 m2400 s

= 5,42 x 10-4 m/s



2400 s =

0,8 m2400 s

= 3,33 x 10-4 m/s



2400 s =

0,3 m2400 s

= 1,25 x 10-4 m/s




3000 s =

2,3 m3000 s

= 7,67 x 10-4 m/s



= 1,8 m3000 s

= 6 x 10-4 m/s



3000 s =

1,3 m3000 s

= 4,33 x 10-4 m/s


42


3000 s =

0,8 m3000 s

= 2,67 x 10-4 m/s



3000 s =

0,3 m3000 s

= 1 x 10-4 m/s




3600 s =

2,3 m3600 s

= 6,38 x 10-4 m/s



= 1,8 m3600 s

= 5 x 10-4 m/s



3600 s =

1,3 m3600 s

= 3,61 x 10-4 m/s



3600 s =

0,8 m3600 s

= 2,22 x 10-4 m/s



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


90,23 NTU = 0,38


90,23 NTU = 0,38


90,23 NTU = 0,36


90,23 NTU = 0,36


90,23 NTU = 0,33


44


90,23 NTU = 0,33


90,23 NTU = 0,30


90,23 NTU = 0,28

d. Fraksi kran 4= 25 NTU

90,23 NTU = 0,27


90,23 NTU = 0,25


a. Fraksi kran 1= 27,35 NTU90,23 NTU

= 0,30


90,23 NTU = 0,26

c. Fraksi kran 3= 20,45 NTU90,23 NTU

= 0,23


90,23 NTU = 0,21


90,23 NTU = 0,22



= 0,22

45


90,23 NTU = 0,23


= 0,22


90,23 NTU = 0,21

e. Fraksi kran 5= 16,38 NTU90,23 NTU

= 0,18



= 0,24

b. Fraksi kran 2= 20 NTU

90,23 NTU = 0,22


= 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



= 100100 - ( 78,1 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,87) x 100 %

= 13 %

48

c. Kran 3



= 100100 - ( 65,9 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,72) x 100 %

= 28 %

d. Kran 4



= 100100 - ( 52,8 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,58) x 100 %

= 42 %

e. Kran 5



= 100100 - ( 53,4 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,59) x 100 %

= 41 %


a. Kran 1



= 100100 - ( 34,2 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,38) x 100 %

= 62 %

49

b. Kran 2



= 100100 - ( 33,2 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,37) x 100 %

= 63 %

c. Kran 3



= 100100 - ( 32,5 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,36) x 100 %

= 64 %

d. Kran 4



= 100100 - ( 32,5 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,36) x 100 %

= 64 %

e. Kran 5



= 100100 - ( 29,9 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,33) x 100 %

= 67 %


50

a. Kran 1



= 100100 - ( 29,8 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,32) x 100 %

= 68 %

b. Kran 2



= 100100 - ( 27,1 NTU

90,23 NTU ) x 100

= (1- 0,28) x 100 %

= 70 %

c. Kran 3



= 100100 - ( 25,4 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,28) x 100 %

= 72 %

d. Kran 4



= 100100 - ( 25 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,27) x 100 %

= 73 %

e. Kran 5

51



= 100100 - ( 53,4 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,25) x 100 %

= 75 %


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



= 100100 - ( 23,3 NTU

90,23 NTU ) x 100

= (1- 0,26) x 100 %

= 74 %

c. Kran 3



= 100100 - (20,45 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,23) x 100 %

= 77 %

d. Kran 4



52

= 100100 - ( 18,6 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,21) x 100 %

= 79 %

e. Kran 5



= 100100 - ( 20,3 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,22) x 100 %

= 78 %


a. Kran 1



= 100100 - (20,45 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,22) x 100 %

= 78 %

b. Kran 2



= 100100 - ( 21,2 NTU

90,23 NTU ) x 100

= (1- 0,23) x 100 %

= 77 %

c. Kran 3



53

= 100100 - (20,11 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,22) x 100 %

= 78 %

d. Kran 4



= 100100 - (18,69 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,20) x 100 %

= 80 %

e. Kran 5



= 100100 - (16,38 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,18) x 100 %

= 82 %


a. Kran 1



= 100100 - (21,75 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,24) x 100 %

= 76 %

b. Kran 2



54

= 100100 - ( 20 NTU

90,23 NTU ) x 100

= (1- 0,23) x 100 %

= 77 %

c. Kran 3



= 100100 - (19,14 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,21) x 100 %

= 79 %

d. Kran 4



= 100100 - (17,95 NTU

90,23 NTU ) x 100 %

= (1- 0,19) x 100 %

= 81 %

e. Kran 5



= 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

eswete bab 4 men

Documents