primary treatment ipal

Download Primary Treatment IPAL

Post on 26-Dec-2015

94 views

Category:

Documents

1 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

-

TRANSCRIPT

  • Perhitungan Primary Treatment

    1. Bar Screen

    Bar screen merupakan unit pengolahan tingkat pertama yang memiliki fungus sebagai

    penyisih materi-materi kasar yang terbawa dalam sistem penyaluran. Penyisihan materi-

    materi ini dilakukan secara mekanis.

    A. Kriteria Desain

    Berikut adalah beberapa kriteria desain yang akan dijadikan acuan untuk perancangan bar

    screen:

    Tabel .1 Kriteria Desain Bar Screen

    Parameter Simbol Besaran Satuan Sumber

    Jarak Bukaan antar batang b 25-50 mm Metcalf&Eddy

    Lebar batang w 5-15 mm Metcalf&Eddy

    Kedalaman batang 25-38 mm Metcalf&Eddy

    Sudut kemiringan batang dari

    vertikal

    30-45 o Metcalf&Eddy

    Kecepatan mendekati bars vh 0,3-0,6 m/det Metcalf&Eddy

    Headloss maksimum h1 150 mm Metcalf&Eddy

    freeboard 0,2-0,3 m Metcalf&Eddy

    Jumlah bar screen n >1 buah Metcalf&Eddy

    Tabel .1 Faktor Batang Unit Bar Screen

    No Jenis Bar

    1 Sharp-edged rectangular 2,42

    2 Rectangular with semicircular upstream face 1,83

    3 Circular 1,79

  • 4 Rectangular with semicircular upstream and

    down stream face 1,67

    5 Tear shape 0,76

    B. Persamaan-persamaan yang Digunakan

    Persamaan yang digunakan pada perencanaan bar screen diantaranya:

    = 4 3 sin

    =

    2 22

    2

    1

    0,7

    Dimana:

    hL = head loss di rack (m)

    vbar = kecepatan aliran melalui bar screen (m/det)

    v2 = kecepatan aliran di saluran (m/det)

    g = percepatan gravitasi (m/det)

    = faktor tingkat pada bentuk batang

    w = lebar batang (m)

    b = bukaan (m)

    hv = velocity head aliran, mendekati bars (m)

    = sudut bar dengan horizontal ()

    C. Data Perencanaan

    Berikut ini adalah data-data yang akan digunakan sebagai data awal dalam merencanakan

    unit bar screen

    Tabel .3 Data Perencanaan Unit Bar Screen

    Parameter Simbol Satuan Besaran

    Debit

    Minimum Qmin

    m3/det

    0,082

    Rata-rata Qr 0,165

    Maksimum Qmaks 0,247

    Jumlah bar screen

    Buah 2

    Bukaan (jarak antar batang) b cm 2,5

    Kecepatan melalui bar

    screen (bersih) Vbar m/det 1

    Kemiringan batang 45

    Lebar batang cm 1

    Tebal bar

    cm 5

    Konstanta faktor batang - 1,67

  • Freeboard

    cm 30

    Approach velocity Vh m/det 0,4

    Reduksi flow area saat

    clogging % 60

    D. Perhitungan Desain Bar Screen

    Jumlah bar screen yang akan dibuat adalah sebanyak 2 unit dan beroperasi pada kondisi

    maksimum.

    Debit masing-masing bar screen

    =

    2=

    0,247

    2= 0,124 3

    Luas total bukaan batang

    =

    =

    0,124

    0,8= 0,155 2

    Lebar bersih bukaan (Lebar tanpa bar)

    =

    =

    0,155

    0,5= 0,309

    Jumlah space kosong

    =

    =

    0,309

    0,025= 12,35 13

    Jumlah batang

    = 1 = 13 1 = 12

    Kedalaman batang terendam :

    Kecepatan pada bars (Vhsmaks) saat aliran maksimum diasumsikan 1 m/dt saat bersih

    =

    =

    0,124

    1 0,309

    = 0,4 /

    Lebar bukaan total saringan

    = + 1 = 12 + 1 0,025 = 0,325

    Lebar total bangunan saringan

    = + = 0,325 + 12 0,01 = 0,445

    Panjang saringan yang terendam air

    =

    sin=

    0,4

    0,707= 0,0,566

    Efisiensi bar screen

    =

    =

    0,025 13

    0,445= 0,73 = 73%

  • Head Loss through racks

    = 4 3 sin

    = 2

    2= 2

    2=

    2

    2=

    0,1240,325 0,4

    2

    2= 0,046

    = 1,67 10 0,01

    11 0,03

    4 3

    0,046 0,707 = 0,205

    Head Loss saat bersih

    =

    2 2

    2

    1

    0,7

    =0,82 0,42

    2 9,81

    1

    0,7 = 0,035

    Kecepatan aliran saat clogging

    =

    =

    0,8

    60%= 1,33 /

    Headloss saat clogging

    =

    2 2

    2

    1

    0,6

    =1,332 0,42

    2 9,81

    1

    0,6 = 0,137

    Lebar total barscreen

    = + = 0,445 = 0,5 m

    Tinggi total Barscreen = 0,9 m

    2. Grit Chamber

    A. Umum

    Jenis grit chamber yang akan direncanakan adalah grit chamber aliran horizontal

    dengan kontrol kecepatan yang baik berupa bak pengendap panjang dan sempit. Grit

    chamber aliran horizontal didesain untuk mencapai kecepatan pengaliran sekitar 0.3 m/s dan

    waktu yang cukup untuk mengendapkan partikel grit di dasar saluran.

    B. Kriteria Desain

    Kriteria desain untuk grit chamber dapat dilihat pada Tabel 2.5

  • Tabel .5 Kriteria Desain Grit Chamber

    Parameter Simbol Satuan Besaran Sumber

    Waktu detensi td detik 45-90 Metcalf & Eddy

    Kecepatan horizontal vh m/detik 0,24-0,4 Edward JM

    Kecepatan mengendap

    Diameter 0.2 mm

    Diameter 0.15 mm

    ft/min

    3,2-4,2

    2-3

    Metcalf & Eddy

    Spesific gravity grit gs 1,5-2,7 Qasim

    Spesific gravity material

    organik

    1,02 Qasim

    Overflow rate debit maks OR m3/m

    2/det 0,021-0,023 Tom D Reynold

    Jumlah grit yang

    disisihkan

    m3/10

    6/m

    3 5-200 Qasim

    Headloss melalu grit hl % 30-40 Qasim

    Jumlah bak minimal unit 2 Kawamura

    C. Rumus yang Digunakan

    Overflow rate (OR) = 900 x Vsettling

    Dimana, OR = overflow rate, gal/hari/ft3

    Vsettling = kecapata mengendap, inchi/menit

    =1

    2

    31

    2

    =

    = (

    23

    )2

    Dimana, hl = headloss melalui grit chamber, m

    V = kecepatan pada saluran grit chamber, m/detik

    n = koefisien Manning

    R = jari-jari hidrolis

    L = panjang saluran grit chamber, m

    D. Data Perencanaan

    Data perencanaan dapat dilihat pada tabel .6

  • Tabel .5 Data Perencanaan Unit Grit Chamber

    Parameter Simbol Satuan Besaran

    Debit minimum Qmin 0,082465 m3/detik

    Debit rata-rata Qrata 0,164931 m3/detik

    Debit maksimum Qmax 0,247396 m3/detik

    Diameter pasir kecil 0,2 mm

    Kecepatan mengendap Vs 50,4 inchi/menit

    Volume pasir Vp 0,05 m3/1000 m3 air buangan

    Jumlah bak grit 2

    Waktu detensi td 50 s

    Kecepatan horizontal Vh 0,3 m/s

    Kecepatan mengendap Vs 0,021336 m/s

    Koefisien manning n 0,013

    Hl di proporsional weir % 35

    (%tinggi muka air maks)

    Jumlah grit yang

    disisihkan Vp 0,05 m3/1000 m

    3 air buangan

    E. Perhitungan

    1. Demensi Grit Chamber

    Direncanakan terdapat dua unit grit chamber yang akan bekerja pada kondisi

    maksimum. Setiap unit akan diberikan pintu air (gate) yang akan berfungsi untuk

    mengatur jumlah unit yang dioperasikan sesuai dengan kondisi debit. Pada kondisi

    minimum hanya akan dioperasikan oleh satu unit.

    Dengan asumsi kecepatan pengendapan (vs) partikel untuk diameter 0,2 mm adalah 4,2

    ft/menit ` 50,4 inchi/menit maka kondisi maksimum diperhitungkan sebagai berikut :

    a. Overflow rate (OR) = 900 x vs = 900 x 50,4 inchi/menit = 45360 gpd/ft3

    = 0,02142 m3/m

    2 detik

    b. Luas permukaan bak (Asurface) = Qmax / OR

    Asurface = 0,247/2

    0,02142

    3/

    /= 5,77 2

    c. Luas penampang melintang (Across) = Q / vhorizontal

  • Across = 0,247/2

    0,30

    3/

    /= 0,41 2

    d. Volume bak (V)

    V = 0,247/23

    50 = 6,18 3

    e. Tinggi muka air di bak pada saat maksimum (d)

    d =

    =

    6,18

    5,77

    3

    2= 1,07 ~ 1,1

    f. Lebar bak (w)

    w =

    =

    0,41

    1,07

    3

    2= 0,38 ~ 0,40

    g. Panjang (p)

    p =

    =

    5,77

    0,38

    3

    2= 9,61 ~ 9,6

    2. Kontrol Desain Perhitungan

    Volume bak pada saat debit maksimum diperiksa ulang dengan pengkondisian panjang

    (p), lebar (w) dan tinggi bak (d) sebagai berikut :

    Volume (V) = p x w x d = 9,6 m x 0,40 m x 1,1 m = 4,224 m3 ; dengan waktu detensi

    (td) = volume / (Q maks/2) = 34,15 detik ;

    OR = (Qmaks/2)/ Asurface = 0,247/2

    5,77

    3/

    2= 0,021442

    3

    2

    Nilai OR memenuhi.

    Profil hidrolis dari masing-masing debit diperiksa untuk mengetahi keceparan aliran

    horizontalnya (vh), seperti pada tabel .7

    Tabel .6 Profil Hidrolis Grit Chamber

    Satuan Qmin Qrata-rata Qmax

    Debit m3/s 0,082465 0,164930556 0,24739583

    Volume terisi (td=50 s) m3 2,061632 4,123263889 6,18489583

    Level air (pxl=14*0,6) m 0,245432 0,490864749 0,73629712

    Kecepatan (dxw=1*0,6) m/s 0,137442 0,274884259 0,41232639

    Kecepatan ketika debit minumum sekitar 0,0824 m3/s masih memiliki laju kecepatan

    horizontal berada dibawah 0,24 m/s sehingga diperlukan pengkondisian untuk

    mencegah terjadinya aliran balik dan/ berhenti sementara. Sedangkan ketika debit rata-

    rata dan maksimum. Kecepatan horizontal masih berada di range kriteria desain yang

    tersedia.

  • 3. Struktur Influen

    Pada unit grit chamber terdapat pintu air (stop gate) pada influen yang berfungsi untuk

    mengatur aliran yang akan masuk ke bak grit chamber. Head loss dapat terjadi pada

    saat aliran melalui stop gate dan perubahan ukuran saluran persamaan sebagai berikut :

    )2

    ()2

    (

    2

    1

    2

    22

    2

    1

    2

    21

    g

    vvk

    g

    vvkhL

    Z = hLg

    vv

    )

    2(

    2

    1