unit filtrasi.docx

BAB VIRENCANA DETAILBANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUMPenentuan unit pengolahan air minum berdasarkan kualitas air baku dibandingkan dengan baku mutu air minum sehingga dapat ditentukan unit-unit pengolahan yang harus digunakan untuk mendapatkan kualitas air sesuai dengan tujuan pengolahan. Data karakteristik kualitas air baku dan standar baku mutu air minum (Peraturan Menteri Kesehatan RI Nomor 492/Menkes/Per/IV/2010 dapat dilihat pada Tabel 6.1.Tabel 6.1 Perbandingan Karakteristik Air Baku dengan BakuNoParameterSatuanKandunganKeterangan

Air Baku(1)Standar Baku Mutu(2)

1KekeruhanNTU1005Melebihi Standar

2TDSmg/l900500Melebihi Standar

3BakteriCFU/gr170Melebihi Standar

4WarnaTCU3515Melebihi Standar

5Besimg/l0,10,3Sesuai Standar

6Manganmg/l0,20,4Sesuai Standar

7Kesadahan850500Melebihi Standar

Sumber: (1) Data Tugas Besar PAM, 2014(2) Peraturan Menteri Kesehatan RI Nomor 492/PerMenkes /IV/2010Berdasarkan Tabel 6.1 kualitas air bakubeberapa tidak memenuhi standar baku mutu. Agar air baku dapat digunakan sebagai air minum perlu dilakukan pengolahan terlebih dahulu. Untuk menentukan bangunan pengolahan apa saja yang akan digunakan, direncanakan alternatif- alternatif. Dari alternatif-alternatif tersebut kemudian dipilih alternatif yang paling baik.SEDIMETASIFLOKULASIKOAGULASIPRASEDIMENTASIINTAKE

FILTRASI

ION EXCHANGE

DESINFEKSI

Gambar 6.1 Alternatif Pengolahan Air Minum Terpilih Kota Seoul

RESERVOIR

6.1 IntakePada intake, air baku akan dikumpulkan dan ditransmisikan ke bangunan pengolahan susunan bangunan intake adalah sebagai berikut :1. Saluran Pembawa2. Bar screen3. Pintu Air4. Saluran pembawa5. Pipa air hisap6. Sumur pengumpul

Perhitungan Dengan kriteria desain sebagai berikut : Kecepatan air melalui lubang saringan (vls) = 0,5 m/s Diameter bukaan lubang (dbl) = 10 mm = 0,01 m Kecepatan air pada air baku = 0,6-1,5 m/s Kecepatan air di pipa hisap = 1-1,5 m/s Muka air maksimum = 1,5 m Muka air rata-rata = 1 m Muka air minimum = 0,8 m Qmaks = 0,46 m3/dt Tinggi muka air maks dari dasar= 2,5 m Tinggi muka air rata-rata dari dasar= 1 m Tinggi muka air min dari dasar= 0,5 m Elevasi muka tanah dari dasar= 7 m Sistem Intake= Canal Intake1. Saluran PembawaKriteria desain dalam JJWA(1978) adalah:Kecepatan air di saluran = 0,3-0,6 m/dtkKecepatan yang digunakan = 0,6 m/dtkPipa yang digunakan adalah pipa bajaPerhitungan:

Tabel 6.1 Perhitungan Saluran PembawaParameterRumusPerhitunganHasilSatuan

Saluran Pembawa

Debit maksimum (Q maks) adalah 0,460 m3/dtk

Saluran diletakkan 0,15 m di atas dasar sungai agar endapan di dasar sungai tidak ikut terbawa. Tinggi saluran sama dengan tinggi air minimum sisa sebesar 0,35 m sehingga tidak perlu dibendung.

Tinggi (t)0,35m

Kecepatan (v)0,6m/dtk

Debit (Q)0,460m3/dtk

Lebar saluran

2,2

m

Karena saluran terlalu lebar maka lebar saluran diperkecil dan tinggi saluran diperbesar serta menggunakan bendungan untuk menaikkan muka air setinggi 0,9 m

Tinggi (t)

0,5

Cek Kecepatan (v)

0,61m/dtk(OK)

Panjang2 (asumsi)m

Sumber: Perhitungan Tugas Besar TPAM dan PBPAM, 20142. Bar ScreenKriteria desain (Kawamura, 1991) adalah:a. Jarak bukaan antar batang (b) = 1 - 2 = 2,54 5,08 cm = 0,0254 0,0508 mb. Diameter batang (w) = 0,8 -1 = 2,03 2,54 cm = 0,0203 0,0254 mc. Kecepatan air melalui screen = < 0,6 m/dtkd. Kemiringan batang = 30 - 60

Kriteria yang digunakan adalah:a. Jarak bukaan antar batang (b) = 0,0255 mb. Diameter batang (w) = 0,0203 mc. Kemiringan batang, = 60d. Bukaan batang berbentuk bulat dengan faktor Kirschmer, = 1,79Perhitungan :

Tabel 6.2 Perhitungan BarscreenParameterRumusPerhitunganHasilSatuan

Bar screen

Dari hasil perhitungan sebelumnya didapat lebar saluran = 2,2 m

Jumlah batang (n)2,2 = n x + (n + 1) b

2,2 = n x 0,0203 + (n+1) 0,025547,47 48batang

Panjang batang (Y)Y = Y = 1,15m

Bukaan total (btotal)btotal = l (n x )btotal = 1 (48 x 0,0203)0,0256m

AtotalAtotal = Y x btotalAtotal = 1,15 x 0,02563m

Cek kecepatanv =v =0,15m/dtk(OK)

Headloss sebelum bar (Hv)vmax=

0,15 =

0,033m

Headloss total (Hlttl)Hlttl=(/b)4/3Hv sin Hlttl=1,79 (0,0203/0,0255)4/3 x 0,033 sin 600,035m

Sumber: Perhitungan Tugas Besar TPAM dan PBPAM, 2014

3. Pintu AirPerhitungan:Tabel 6.3 Perhitungan Pintu AirParameterRumusPerhitunganHasilSatuan

Pintu air debit 0,460 m3/dtk

Tinggi bukaan pintu air sama dengan tinggi saluran pembawa. Dari hasil perhitungan sebelumnya didapatkan tinggi bukaan pintu air (hf) = 0,5 m

Kapasitas (Q)0,5m3/det

Lebar pintu air (Lp)1 (asumsi)m

Tinggi bukaan pintu air (hf) 0,5m

Kehilangan tekanan (Hl) Hl = Hl = 0,024m

Sumber: Perhitungan Tugas Besar TPAM dan PBPAM, 20144. Sumur PengumpulDimensi Sumur PengumpulKriteria desain adalah:a. Waktu detensi = 1,5 menit( Menurut JJWA )b. Kedalaman efektif (He) = (3-5) m ( Menurut JJWA )c. Tinggi foot valve dari dasar sumur < 0,6 m (Kawamura, 1991)d. Kontruksi kedap air dan tebal dinding 20 cm atau lebih tebal (Kawamura, 1991)

Kriteria desain yang digunakan adalah:a. Waktu detensi 1,5 menit = 90 dtkb. Kedalaman efektif (He) = 2,25 mc. Tinggi foot valve dari dasar sumur = 0,3 m

Perhitungan:Tabel 6.4 Perhitungan Sumur PengumpulParameterRumusPerhitunganHasilSatuan

Sumur pengumpul

Jumlah bak 2 buah jadi debit dibagi 2, sehingga debit maksimum (Q maks) menjadi 0,230 m3/dtk

Debit (Q)0,460m3/dtk

Volume (V)V = Q x tdV = 0,230 m3/dtk x 90 dtk20,7 m3

Kedalaman efektif (He)2,25m

Luas dasar (As)As = As = 9,2m2

Dimensi dasar sumurs = s = 3,03 3 m

Panjang = lebar3m

Tinggi sumur pengumpul (t)t = tebal dinding kedap air + He + Freeboard+ tinggi foot valvet = 0,2 m+2,25 m + 0,5 m+0,3 m3,75m

Sumber: Perhitungan Tugas Besar TPAM dan PBPAM, 20145. Pompa IntakePompa direncanakan 3 buah, 2 buah beroperasi dan satu buah sebagai cadangan. Jika salah satu pompa yang beroperasi rusak, maka ada 1 pompa cadangan sebagai pengganti, sehingga pompa dapat menampung debit total 0,46 m3/dtk. Jadi debit untuk masing-masing pompa adalah 0,23 m3/dtk.a. Pipa Hisap Intakea. Kriteria Desain (Al-layla, 1978)b. Kecepatan air di pipa hisap = (1-1,5) m/dtk;c. Beda tinggi dari muka air minimum ke pusat pompa 3,7 m;d. Jika muka air > dari muka air minimum, maka jarak pusat pompa ke muka air minimum < 4 m.

PerhitunganTabel 6.5 Perhitungan Pipa HisapParameterRumusPerhitunganHasilSatuan

Karena jumlah bak 2 buah maka debit untuk pipa hisap adalah 0,23 m3/dtk

Luas penampang pipa (A)A = A = 0,23m2

Diameter pipa (d)d = d = 0,541 m

D pasaran558,85mm

Cek perhitungan


Kecepatan (v)v = v = 0,96m/dtk(OK)

Sumber: Perhitungan Tugas Besar TPAM dan PBPAM, 2014b. Pipa Tekan IntakeKriteria desain (Al-layla, 1978) adalah:a. Kecepatan air di pipa = (0,6 1,2) m/dtkb. Beda tinggi dari muka air minimum ke pusat pompa 3,7 mKriteria desain yang digunakan adalah:a. Kecepatan air di pipa = 1 m/dtkPerhitungan:

Tabel 6.6 Perhitungan Pipa TekanParameterRumusPerhitunganHasilSatuan

Debit dibagi 2 sehingga debit untuk pipa hisap adalah 0,23 m3/dtk


Diameter pipa (d)d = d = 0,541 m

D pasaran558,85mm

Cek perhitungan



Sumber: Perhitungan Tugas Besar TPAM dan PBPAM, 20146. Pompa Pengurasa. Pipa Hisap PengurasKriteria desain yang digunakan (Al-Layla, 1978) adalah:a. Kecepatan air = (0,6 1,5) m/dtkKriteria yang digunakan adalah:a. Kecepatan air = 1 m/dtkb. Waktu pengurasan = 10 menit = 600 dtk

Perhitungan :Tabel 6.7 Perhitungan Pipa Tekan PengurasParameterRumusPerhitunganHasilSatuan

Pipa penguras untuk debit 0,23 m3/dtk

Volume (V)V = p x l sumur pengumpul x tinggi air saat maksimumV = 6 m x 6 m x (2,5 m)90m3

Debit lumpur (Q)Q = Q = 0,15m3/dtk


Diameter pipa (d)d = d = 437mm

D pasaran457,20mm

Cek perhitungan

Luas penampang pipa pipa menjadiA = A = 0,16m2

ecepatan (v)v = v = 0,96m/dtk(OK)

Sumber: Perhitungan Tugas Besar TPAM dan PBPAM, 2014b. Pipa Tekan PengurasKriteria desain yang digunakan (Al-Layla, 1978) adalah:a. Kecepatan air = (0,6 1,5) m/dtkKriteria yang digunakan adalah:b. Kecepatan air = 1 m/dtkc. Waktu pengurasan = 10 menit = 600 dtk

Perhitungan :Tabel 6.8 Perhitungan Pipa Tekan PengurasParameterRumusPerhitunganHasilSatuan

Pipa penguras untuk debit 0,23 m3/dtk

Volume (V)V = p x l sumur pengumpul x tinggi air saat maksimumV = 6 m x 6 m x (2,5 m)90m3

Debit lumpur (Q)Q = Q = 0,15m3/dtk


Diameter pipa (d)d = d = 437mm

D pasaran457,20mm

Cek perhitungan

Luas penampang pipa pipa menjadiA = A = 0,16m2



7. Sistem TransmisiKriteria standar perencanaan (PP No.18 tahun 2007) adalah:a. Kecepatan air = (0,6-3) m/det;b. Tekanan di dalam pipa = 1-10 atm ;c. Tebal tanah penutup untuk pipa di bawah jalan raya = min 90 cm;d. Tebal tanah penutup untuk pipa di bawah trotoar = min 75 cm.

Tabel 6.9 Perhitungan Sistem TransmisiParameterRumusPerhitunganHasilSatuan

Pipa Transmisi

Luas penampang pipa (A)0,184m2

Diameter pipa (d)0,484m

D pasaran508 mm

Cek Perhitungan

Luas penampang pipa menjadi 0,398m2

Kecepatan (v)1,13m/s


Gambar 6.2 Sketsa Perencanaan Intake Tampak Atas

Gambar 6.3 Sketsa Intake secara vertical

Gambar 6.4 Sketsa Intake secara Horizontal beserta sketsa Barscreen

6.2 Prasedimentasi1. Bak PrasedimentasiKriteria perencanaan (Schulz-Okun, 1994):a. Efisiensi pemisahan 80 %;b. Performance bak = very good, n = 1/8c. Surface loading () = (20 - 80) m3/day/m2 = 20 m3/m2.hr = 2,0.10-4 m/dt;d. Pengurasan Lumpur = 5 menit = 300 dt;e. Waktu pengendapan = 0,5 - 4 jam;f. Kandungan lumpur 2,5 mg/l;g. Suhu (T) = 15 0Ch. Viskositas kinematis () = 1,14.10-6 m2/dt;i. Bilangan Froude : Fr 10-5j. Bilangan Reynold : Re < 10000k. P : L = (3 4) : 1 = 4 : 1l. Bak direncanakan 3 buah.

Data perencanaan:a. Efisiensi pemisahan: 80 %b. to / td: 1,8 (dari grafik verygood)c. So: 2,0 . 10-4 m/dtd. P : L: 4 : 1e. Re < 10000f. Jumlah bak prasedimentasi 3 buah;g. Debit yang diolah (Q): 0,46 m3/dt h. Debit masing-masing bak : (0,46 m3/dt)/3 = 0,153 m3/dt

Tabel 6.10 Perhitungan Dimensi Bak PrasedimentasiParameterRumusPerhitunganHasilSatuan

Perhitungan Dimensi Bak Prasedimentasi

Dengan efisiensi pemisahan 80 % maka didapatkanVo = to/td SoVo = 1,82.10-4 m/s3,6.10-4m/s

Luas Bak425m2

Dimensi BakA = P x LP = 4LA = 4L2

Lebar Bak10,31m

Panjang BakP = 4LP = 4 x 10,3141,24m

Tinggi BakH = P/10H = 41,24/104,12m

Luas Penampang BakAc = L x HAc = 10,31 m x 4 m41,24m2

Kecepatan HorizontalVh = Q/Ac0,0037 m/s

Tinggi Total BakHtot = H+FreeboaardHtot = 4 m + 0,5 m4,5 m

Jari-Jari HidrolisR = 0,5HR = 0,5 x 42m

Check td3,09Jam

Bilangan Reynold6491 < 10.000O.K

Bilangan Froud8,35.10-4 10-5O.K

Jika salah satu bak dikuras maka 1 bak akan menampung debit 0,23 m3/dt maka dilakukan cek Re dan Fr

Kecepatan HorizontalVh = Q/Ac0,0056m/s

Bilangan Reynold9824 10-5h. T = 25oCi. = 0,8975 x 10-6 m2/dtkj. Panjang tube total = 80% panjang bakTabel 6.17 Perhitungan Bak SedimentasiParameterRumusPerhitunganHasilSatuan

Dari grafik dengan performance very good dan n=1/8 didapatkan to/td =1,8.Debit masing-masing bak:

Debit (Q)0,153m3

v0,0104m/s

Tube Settler

Luas (A)44,23m2

LebarP = 3LA = 3L2L =L =3,83 = 4m

PanjangP = 3LP = 3 x 4 m12m

Luas bak yang tertutup settler:A = P x LA = 12 m x 4 m48 m2

Lebar efektif tube0,06m

Jumlah tube pada sisi panjang200Buah

Jumlah tube pada sisi lebar66,67 = 67Buah

Jumlah tube totalNt = np x nlNt = 200 x 6713.333Buah

Jari-jari hidrolisR = A/P0,0125m

Cek Perhitungan

Bilangan reynold (NRe)144,85< 2000, OK(kawamura, 1991)

Bilangan froude (Fr)0,03>10-5OK(kawamura,1991)

Vo= to/td x So= 1,8 x 1,5 x 10-3 m/s2,7 x 10-3m/s

Dimensi Bak Pengendap

Panjang totalP total = p + (tebal tubex(np+1))= 12 m + (0,0025m x (200+1))12,5m

Lebar TotalL total = l + (tebal tube x (nl+1))= 4 m + (0,0025m x (67+1))4,17 = 4,2m

Tinggi totalT total = t bak + freeboard= 4 m + 0,5 m4,5m


Ruang LumpurKriteria perencanaan (Kawamura, 1991/Schulz-Okun, 1984/Al-layla, 1978): Kandungan solid dalam lumpur= 1,5 Lama pengurasan= 5 menit = 300 dtk Waktu pengurasan= 1 x sehari Kecepatan pengurasan= 0,5 m/dtk Q tiap bak= 0,153 m3/dtkQunderdrain= 2% x Qbak = 0,02 x 0,153 m3/dt= 3,06 x 10-3 m3/dt Lebar ruang lumpur = lebar bak = 4,2 m Panjang = lebar volume lumpur = volume limas

Tabel 6.18 Perhitungan Ruang LumpurParameterRumusPerhitunganHasilSatuan

Volume lumpur (1 hari)0,39m3

Volume LimasV = x luas alas x t0,06m

Debit Lumpur (Ql)1,3 x 10-3m3/s

Luas penampang pipa penguras2,6 x 10-3m2

Diameter pipa penguras0,058600mmm


InletKriteria perencanaan(Kawamura, 1991/Schulz-Okun, 1984/Al-layla, 1978):a. Perbandingan Qorifice terdekat dengan Qorifice terjauh 90%b. Perbandingan tinggi muka air terdekat dengan terjauh (H) = 0,01 mc. Q tiap bak= 0,153 m3/dtkd. Kecepatan pada pipa inlet cabang= 1 m/dtke. Kecepatan pada orifice= 0,2 m/detf. Jumlah orifice tiap bak= 5 orificeg. Lebar flume= 50 cm = 0,5 m

Tabel 6.19 Perhitungan InletParameterRumusPerhitunganHasilSatuan

Dimensi pipa inlet cabang

Q = (0,46 m3/dt)/3 = 0,15 m3/dt



D pasaran450 mm

Cek Perhitungan

Kecepatan (v)0,963m/s

Dimensi pipa inlet utama



D pasaran750 mm

Cek Perhitungan

Kecepatan (v)1,0m/sOK

Dimensi Flume

Luas penampang (A)0,765m2

Lebar Flume0,5m

Tinggi Flume1,53m

Perhitungan headloss

Q tiap orifice0,03m3/s

Luas OrificeAo = Qo/Vo= 0,03 m3/s : 0,2 m/s0,15m2

Headloss orifice 1 yg terdekat dg p. inlet cabang0,0056M

Debit orifice ke-5

90

0,027%

m3/s

Headloss orifice ke-50,0046m

Turunnya m.a dlm flume dr tengah ketepiHl1 Hl2= 0,0056-0,00460,001m

Cek jika salah satu bak dikuras

Q tiap orifice0,046m3/s

Luas OrificeAo = Qo/Vo= 0,03 m3/s : 0,2 m/s0,15m2

Headloss orifice 1 yg terdekat dg p. inlet cabang0,013m

Debit orifice ke-5

90

0,041%

m3/s

Headloss orifice ke-50,01m

Turunnya m.a dlm flume dr tengah ketepiHl1 Hl2= 0,013-0,010,012m


OutletKriteria perencanaan(Kawamura, 1991/Schulz-Okun, 1984/Al-layla, 1978):a. Q tiap bak= 0,153 m3/dtkb. Weir loading= 3,61 x 10 3 m3/m/dtkc. Menggunakan v notch= 900d. Jarak antar v notch= 20 cm= 0,2 me. Lebar saluran pelimpah= 30 cm= 0,3 mf. Lebar saluran pengumpul= 30 cm= 0,3 mg. Kecepatan aliran di saluran pelimpah= 0,3 m/dtk

Untuk bak pengumpula. td= 60 dtkb. Tinggi, h= 0,5 mc. Panjang bak = lebar bak prasedimentasi= 0,9 md. Kecepatan aliran= 1 m/dtk

Tabel 6.20 Perhitungan OutletParameterRumusPerhitunganHasilSatuan

Saluran Pelimpah

Panjang Pelimpah Total 1 bak (Ptot)42,38m

Jumlah saluran pelimpah (N)N = P/2ww = (w lebar sal.pengumpul)w = (4,2-0,3)mN = 42,38m/ 23,9 m 3,95mbuah

Panjang 1 saluran pelimpahP = P/jml pelimpahCtt : 1 Saluran = 2 PelimpahMaka 5 Saluran = 10 pelimpahP = 42,38m/5x24,24m

Luas pelimpahA = A = 0,153m2

Tinggi Saluran PelimpahT = A/l0,153 m2/0,50,3

Jarak antar saluran pelimpah7m

V-notch

Jumlah V-notch (n)n = (w / jarak antar v-notch) x jumlah pelimpahn = (4,2 m / 0,2 m) x 5 buah105buah

Q pd V-notch (q)Q = Q = 0,0014m3/s

Tinggi air pada V-notchQ tiap V-notch = 1,417 H5/2H = (q/1,417)2/5H = (0,0014 m3/s /1,417)2/50,062m

Tinggi v notchH + 15% x H0,062 + 15% x 0,0620,07m

Saluran Pengumpul

Tinggi saluran pengumpulh = A = 0,5m

Kecepatan (v)1m/sOK.< 6 m/s

Panjang saluran pengumpul= (N x lebar saluran pelimpah) + ((N-1) x jarak antar saluran pelimpah))= (5 x 0,3 m) + ((5-1) x 7 m)29,5m

Dimensi bak pengumpulTd = 1 mnt = 60 dt, H = 1 m (Asumsi)Kecepatan aliran ruang pengumpul = 1 m/detPanjang ruang pengumpul = 2 lebar sedimentasi = 2x 4,2 = 8,4 m

Volume (V)V = Q x td0,46 m3/s x 60 dt28m3

Lebar (L)L = Vol/p.hL = 28 m2/8,4 x 1 m3,5m

Dimensi Pipa Keluar


D pasaran800 mm


Gambar XXX Sketsa Perencanaan Bak Sedimentasi Tampak Atas

Gambar XX Sketsa bak sedimentasi secara Horizontal

Gambar XX Sketsa bak sedimentasi secara Vertikal

Gambar XX Detail V-nocth6.6 FiltrasiFiltrasi digunakan untuk menyisihkan partikel tersuspensi yang masih tersisa di air baku. Pada perencanaan ini digunakan filtrasi jenis saringan pasir cepat dengan media ganda yaitu pasir dan antrasit.Kriteria Perencanaan (Kawamura, 1991*/ Al-Layla, 1978**/ Fair and Geyer, 1968***/ Droste, 1997****/ Darmasetiawan, 2004*****): Kecepatan filtrasi, vf = 5 7,5 m/jam * Media pasir* :ES= 0.45 0.65UC= 1.4 1.7Kedalaman = 0.3 m Media antrasit***** :ES= 0.9 1.4UC= 1.4 1.7Kedalaman = 0.45 m Minimal terdapat 2 filter media Total filter media = 1 1,2 m ** Freeboard = 30 45 cm ** Kedalaman Air = 1 1,5 m ***** Kecepatan backwash, vb = 0.74 0.9 m/menit * Lebar filter, L = 2,7 6 m ***** Panjang : Lebar = (1,25 1,33) : 1 ***** Area filtrasi, As = 25 30 m2 ***** Kedalaman filter, h = 3.2 6 m * Kehilangan tekan, HL = 2.7 4.5 m ***** Sistem Underdrain*** : Luas total orifice = 0.3 0.5% Abed Luas total lateral = 2 4 x Luas orifice Luas manifold = 1.5 3 x Luas lateral Jarak orifice = 10 20 cm Pengatur aliran**** : Kecepatan inlet, vin = 0.6 1.8 m/det Kecepatan outlet, vout = 0.9 1.8 m/det Kecepatan pencuci = 2.5 3.7 m/det Kecepatan pembuangan = 1.2 2.5 m/det Tebal Lapisan Pasir = 30 cm Tebal Lapisan Antrasit = 45 cm Tebal Lapisan Kerikil = 45,67 cmPerhitungan :ParameterRumusPerhitunganHasilSatuan

Dimensi Unit Filtrasi

Q = 0,348 m3/det = 7,868 MGD

Jumlah Bak (n)4buah

Q tiap bakQ tiap bak = Q/ nQ = 0,348 m3/det / 40,087m3/det

Kecepatan filtrasi (Vf)Vf = 1,111 x 10-4 m/det

A bed783m2

Dimensi BakP:L = 3:1

A = 3 P xLA = 3 L2

A = 3 P xLA = 3 L2

783 m2 = 3 L216 = L16 x (3) = PL = 16P = 48m2

Kecepatan filtrasi sebenarnya, vfVf = Vf = 1,111 x 10-4 m/sm/det

Sistem Underdrain

Direncanakan diameter orifice, do = 3/4 inch = 1,905 cm

Luas orifice, AoAo = 0.25d20.25 x (1,905 cm)22,85cm2

Luas total orifice, AototAotot = 0,3% Abed0,003 x 783 m2 =2,349 m2 = 23490cm2

Jumlah orifice, nono =

no =8243buah

Lateral

Direncanakan jarak lateral dengan dinding filter = 50 cm

Jumlah lateral tiap filter,( nl )nl =

n1 = 95buah

Karena lateral berada di kanan dan kiri manifold maka jumlah total lateral adalah 190 buah.

Luas total lateral, AltotAltot = 2Aotot2 x 2349046980

cm2

Luas lateral, Al247,263cm2

Diameter lateral, dl18 cm = 180 mm= 180 mm (D pasaran)

Jumlah orifice di setiap lateral

44buah

Debit melalui lateral, ql4,579 x 10 -4m3/dtk

Kecepatan melalui lateral, vlm0,018m/dtk

Kehilangan tekan melalui lateral, Hl0,001 m = 0,1 cmcm

Kehilangan tekan melalui orifice lateral, Hol5,5 x 10-3

0,55m

cm

Manifold

Luas total manifold, AmtotAmtot = 1.5Altot1.5 x 4920 cm27380cm2

Diameter manifold, dm96,97 = 97cm2

Panjang tiap lateral= - 20 cm= - 20 cm206,5 = 207cm

Jarak tiap orifice= 8,2cm

Kecepatan melalui manifold, vm0,156m/dtk

Kehilangan tekan melalui manifold, Hm0,0001 m = 0,01 cmcm

Orifice

Debit melalui orifice, qo1,33 x 10-4m3/dtk

Kecepatan melalui orifice, vo0,467m/dtk

Kehilangan tekan melalui orifice, Ho7cm

Total kehilangan tekan, HH = Hp + Ha + Hk + Ho + Hl + Hol + Hm = (25,17 + 4,14 + 0,04 + 7 +0,1 + 1,3 + 0,01) cm = 37,79 cm = 0,3779 m

Ketinggian Bak FiltrasiTinggi muka air maksimum tergantung pada kecepatan filtrasi maksimum.

Kecepatan filtrasi maksimum, vmvm = 1,5vf= 1.5 x 1,7 x 10-3 m/det2,55 x 10-3m/det

Tinggi muka air maksimum, X0,67m

Tinggi bak filtrasi, HH = Hp + Ha + Hk + X + H = (0,3 + 0,04 + 0,0004 + 0,67 + 0,3779) m= 1,39979 m = 1,4 mFreeboard = 25 cm

Sistem InletSaluran inlet direncanakan menggunakan pipa dengan kecepatan pengaliran sebesar 0,75 m/det.Debit aliran di pipa inlet utama adalah 0,46 m3/det.

Luas penampang pipa, A0,61m

Diameter pipa, d0,874 m = 874 mm900 mm = D pasaran

Kecepatan yang sebenarnya, v0,72m/dtk

Panjang pipa terjauh direncanakan, L = 10 mAksesoris pipa yang digunakan adalah : Elbow 90 : 3 buah Tee : 1 buah Gate valve : 1 buah

Kehilangan tekan akibat pipa inlet, Hmayor0,007 m = 0,7 cm

Kehilangan tekan akibat aksesoris pipa, Hminor0,068 m = 6,8 cmcm

Kehilangan tekan pada pipa inlet, H : H = Hmayor + Hminor = 0,7 cm + 6,8 cm = 7,56 cm

Sistem OutletKecepatan aliran di saluran outlet harus berada diantara 0,9-1,8 m/det.Outlet menggunakan pipa dengan kecepatan aliran, v = 1 m/det.Direncanakan panjang pipa outlet terjauh menuju reservoar, L = 20 m

Luas penampang pipa, A0,115m2

Diameter pipa outlet, d0,38 m = 380 mm400 mm =mD pasaran

Kecepatan pada pipa outlet, v0,91m/dtk

Aksesoris pipa yang digunakan adalah : 3 buah elbow 90 : f = 8 inch, k = 0.3 1 buah elbow 90: f = 18 inch, k = 0.3 1 buah gate valve: f = 18 inch, k = 1.5 1 buah reducer 18-8 : k = 0.37

Kehilangan tekan akibat pipa lurus, Hmayor0,06

6m

cm

Kehilangan tekan akibat aksesoris pipa, Hminor0,21

21m

cm

Kehilangan tekan pada pipa outlet, H : H = Hmayor + Hminor = 6cm + 21 cm = 27 cm

Pipa Pencuci dari ReservoarDirencanakan jarak antara reservoar dengan bak filter terjauh, L adalah 30 m. Pipa yang digunakan adalah pipa GIP dengan nilai C = 110. Kecepatan pencucian berdasarkan kriteria desain adalah 2,5 3,7 m/det. Berdasarkan hal ini diasumsikan v = 3 m/det

Luas penampang pipa, Across0,38m2

Diameter pipa, d0,7m

Kehilangan tekan pada pipa, Hmayor

3,56 x 10-3m

Hmayor

Hmayor = S x L

Hmayor = H minor3,56 x 10-3 x 30 m =0,110,11mm

Kehilangan tekan pada pipa pencuci, HppHpp = H mayor + H minor= 0,11 m + 0,11 m0,22m

Dimensi Saluran Penampung Air Pencuci Air pencuci yang berada di atas media penyaring dialirkan ke saluran penampung (gutter) melalui pelimpah lalu ke gullet dan menuju ke saluran pembuangan.

Gutter dan PelimpahDasar gutter harus diletakkan di atas ekspansi maksimum pada saat pencucian. Hal ini dilakukan agar pasir pada media penyaring tidak ikut terbawa pada saat pencucian. Direncanakan jumlah gutter = 2 buah Debit backwash, qb = 1,15 m3/detDebit gutter, qg = 0,115 m3/detLebar gutter, L = 0,5 m

Kedalaman air di gutter, h16cm

Freeboard = 4 cmAir pencuci masuk ke gutter melalui pelimpah. Jumlah pelimpah yang digunakan adalah 5 buah dengan panjang pelimpah, p = 2 m.Total panjang pelimpah adalah 8 m

Tinggi muka air di atas pelimpah, h0,60,1818ftmcm

Saluran PembuanganSaluran pembuangan direncanakan berupa pipa. Kecepatan aliran pada saluran berada diantara 1,2-2,5 m/det. Debit backwash, qb = 1,15 m3/det.Direncanakan kecepatan aliran di saluran pembuangan, v = 2 m/det.

Luas penampang pipa, Across0,057m2

Diameter pipa pembuangan, d0,86m

Head PompaHl saat backwash = 4,31 mTebal lapisan ekspansi = 1,01 mKehilangan tejanan pada pipa pencuci = 0,22 m

HTHT = Headloss saat backwash + tebal lapisan ekspansi + kehilangan tekan an pada pipa pencuci

HT = 4,31 m + 1,01 m + 0,22 m 5,54

m

Daya Pompa (P)P = 0,167 Q .HT .

= 0,167 x 0,115 m3/dt x 5,54 m x 1 kg/L0,10 kwatt

Keadaan Media Saat Terekspansi Akibat BackwashKontrol ekspansi :

Ekspansi hanya terjadi pada media filtrasi saja. PasirKondisi lapisan pada saat backwash :Diameter (mm)

e

Li (cm)Lie (cm)

0.3530.4980.7041.3110.6590.3293.552.672.150.7180.6260.5350.40.40.47.15510.58112.26415.22316.97515.825

48.023

Persentase tinggi ekspansi = AntrasitKondisi lapisan pada saat backwash :Diameter (mm)

e

Li (cm)Lie (cm)

1.5391.8382.1820.3150.2210.1570.5290.4850.4430.40.40.417.00617.98210.01221.66420.95010.785

53.399

Persentase tinggi ekspansi =

Kehilangan Tekan Akibat BackwashKehilangan tekan akibat backwash, He :

He = PasirDiameter (mm)eLie (cm)He (cm)

0.3530.4980.7040.7180.6260.53515.22316.97515.8257.01710.43412.053

29.504

AntrasitDiameter (mm)eLie (cm)He (cm)

1.5391.8382.1820.5290.4850.44321.66420.95010.7855.1525.4193.038

13.609

Kerikil Diameter (inch)di (mm)Li (cm)Li/di2

1/103/163/85/83/25/22.544.76259.52515.87538.163.51.5751.0751.1850.8741.4960.87424.4134.741.3060.3470.1030.022

30.931

Hk =

=

= 0,33 cm

Gambar XXX Perencanaan Bak Filtrasi

Sketsa Filtrasi dengan potongan secara Horizontal

Sketsa Filtrasi dengan potongan secara Vertikal

6.7 Ion ExchangeDiketahui :Qmd= 0,460 m3/dtkKesadahan dalam air= 850 mg/lKesadahan standar baku mutu= 500 mg/lKapasitas resin= 90 kg/m3

Perhitungana) Kesadahan yang di perbolehkan adalah 500 mg/l.Kesadahan = 850 mg/l 500 mg/l= 350 mg/l (yang harus dihilangkan)= 0,350 x 10-3 kg/lQmd= x = 39.744 m3/hari= 39.744 x 103 l/harib) Total kesadahan yang harus dihilangkan per hariKesadahan per hari= (0,350 x 10-3 kg/l) x (39.744 x 103l/hari)= 13.910 kg/haric) Volume resinVolume resin yang dibutuhkan perhari untuk menurunkan kesadahan air baku agar sesuai dengan baku mutu 500 mg/l adalah :Volume resin= 13.910 kg/hari x ()= 155 m3 resin/harid) Dimensi kolomDiketahui :d= 1/5 HRuang penyangga = 10% HFreeboard= 50% Hh= 100% - (50% + 10%)= 40% dari tinggi H= 0,4HLuas tabung=

Perhitungan :Volume resin= luas tabung155 m3/hari= 155 m3/hari= 0,01256 H3H3= H3= 12.341H= H= 23 m

Jika diasumsikan tinggi kolom = 3 m, maka dibutuhkan jumlah kolom sebanyak 7,7 atau 8 kolom. Agar proses berlangsung secara kontinu, maka ditambahkan 4 kolom untuk proses regenerasi.

Maka :Kolom beroperasi= 8 kolomKolom cadangan saat regenerasi= 4 kolomApabila H = 3 mFreeboard= 50% 3 m= 1,5 mResin= 40% 3 m= 1,2 mRuang penyangga = 10% 3 m= 0,3 mDiameter= = 0,6 mVolume resin per hari = = 13 m3/hariVolume resin untuk 12 kolom= 13 m3/hari12 kolom= 156 m3/harie) Kebutuhan bahan kimia = Volume resin 1 kolom x kebutuhan garam NaCl= 13 m3/hari x 150 kg NaCl/m3= 1.950 kg/regenerasi6.8 Desinfeksi Desinfektan:Ca(OCl)2Kriteria Perencanaan (Kawamura,1991):a. Cl sisa:0,2 mg/l - 0,4 mg/lb. Waktu kontak:10-15 menitc. Diameter tube plastikfiber:0,6-1,3 cmd. V:0,3-6 m/dtk

Desain Terpilih:a. DPC: 1,2 mg/lb. Kadar Ca(OCl)2: 70 %c. Cl sisa: 0,3 mg/ld. Waktu kontak: 10 menite. Frekuensi pembuatan: 2 kali seharif. Waktu detensi:12 jam x 3600 dtk/jam = 43200 dtkg. Diameter tube plastik fiber:0,75 cm = 7,5 mmh. Diameter pipa air pelarut: 5 cm = 50 mmi. Diameter pipa penguras: 1 cm = 10 mmj. Volume air pelarut: 1000 l

Tabel 6.31 Perhitungan DesinfeksiParameterRumusPerhitunganHasilSatuan

Klorin yang ditambahkanDPC= klorin yang ditambahkan klorin sisa1,2 mg/l= klorin yang ditambahkan 0,3 mg/l1,5mg/l

Volume yang akan diolahV = Q x td= 0,46 m3/dtk x 43200 dtk19.872m3

Dosis KlorinKlorin yang ditambahkan x Volume yang akan diolah= 1,5 mg/l x 19.872 x 103 L29.808 x 10329.808mg

gr

Dosis klorin yang dilarutkan ke dalam 1000 l airKlorin yang ditambahkan x Volume air pelarut= 1,5 mg/l x 1000 l15001,5mggr

Total klorin yang dipergunakanDosis Klorin + Dosis klorin yang dilarutkan ke dalam 1000 l air= 29.808 gr + 1,5 gr29.809,5gr

Kandungan klorin pasaran 70 %

Klorin yang dibutuhkan(100/70) x Total klorin yang dipergunakan= (100/70) x 29.809,5 gr

42.58542,585grkg

Volume bak pelarut (saturated solution feeders) = 1000 l = 1 m3Jika larutan dibuat dalam waktu 10 menit = 600 dtk maka:

Debit air pelarut (Q)Volume bak pelarut / waktu kontak= 1 m3 /600 dtk1,67x10-3m3/s

Cek Kecepatan Air Pelarut0,85m/s

Debit Larutan Pada Pipa KeluarVolume bak pelarut = A x t1 m3 = A x 1 mA = 1 m2A = . . d2

= 1 m3 / 43200 dtk1,13

2,31x10-5m

m3/s

Cek kecepatan dalam pipa0,523m/s

Dimensi Bak Pelarut (saturated solution feeders)Diameter bak: 1,13 m Tinggi bak: 1 m + 0,5 m(freeboard): 1,5 m

Perhitungan PengadukanPengadukan dilakukan secara mekanis yaitu dengan menggunakan impeller jenis Propeller, square pitch, 3 blade.Suhu= 25oC air= 997 kg/m3= 0,897.10-6m2/dtk

= .

= 0,897.10-6m2/dtk x 997 kg/m3

8,94.10-4kg/m.dtk

Kecepatan RelatifVa = 0,037 m/dtkVa = ViVi = 0,148 m/dtkV = Vi Va= 0,148 m/dtk - 0,037 m/dtk0,111m/dtk

Power x g x h x Q997 kg/m3 x 9,81 m/dtk2 x 1 m x 1,67.10-3 m3/dtk16,33kg/ dtk3

Gradien135,1/dtk


Gambar XX Sketsa Perencanaan Desinfeksi Tampak Atas

Gambar XX Sketsa Desinfeksi Tampak Depan

Gambar XX Sketsa Desinfeksi Tampak Belakang

Gambar XX Sketsa Desinfeksi secara Vertikal

6.9 ReservoirReservoar yang digunakan adalah jenis ground reservoir.Kriteria perencanaan (Kawamura, 1991/ Schulz-Okun, 1984/ Al-layla, 1978) adalah:a. Pipa inlet dan outlet: Posisi dan jumlah inlet ditentukan berdasarkan bentuk dan struktur tangki, sehingga tidak ada daerah yang mati; Pipa outlet diletakkan minimal 10 cm di atas lantai bak atau pada permukaan air minimum; Pipa outlet dilengkapi dengan strainer yang berfungsi sebagai penyaring; Pipa inlet dan outlet dilengkapi dengan gate valve.b. Ambang bebas dan dasar bak: Ambang bebas minimal 30 cm dari permukaan air; Dasar bak minimal 15 cm dari permukaan minimum; Kemiringan dasar bak 1/500 - 1/100.c. Pipa peluap dan penguras: Pipa ini mempunyai diameter yang mampu mengalirkan debit maksimum secara gravitasi; Pipa penguras dilengkapi dengan gate valve.d. Ventilasi dan manhole: Reservoar harus dilengkapi dengan ventilasi dan manhole serta alat ukur tinggi muka air; Ventilasi harus mampu memberikan sirkulasi udara sesuai dengan volume; Ukuran manhole harus cukup besar untuk memudahkan petugas masuk; Konstruksinya harus kedap air.e. Kapasitas standar: Untuk tipe ground reservoir, kapasitasnya: (50, 100, 150, 300, 500, 750, 1000) m3; Untuk tipe elevated reservoir, kapasitasnya: (300, 500 dan 750) m3; Ketinggian elevasi pada saat muka air minimum adalah (20 - 25) m dari pintu tanah.f. Volume kebakaran 200 - 300 m3.g. Volume bak (1/6 - 1/3) x Qmd, atau (15 - 30 %) x Qmd.

PerhitunganP : L = 2 : 1Jumlah bak = 2 buah Tinggi bak = 3 mFreeboard= 0,5 m

Perhitungan Dimensi Reservoar DistribusiVolume ReservoarTabel 6.32 Perhitungan A%NoWaktu% Pemakaian% SupplySurplusDefisitSelisih% Penyimpanan

100.00-01.000.54.173.673.673.67

201.00-02.000.54.173.673.677.34

302.00-03.000.54.173.673.6711.01

403.00-04.000.54.173.673.6714.68

504.00-05.0034.171.171.1715.85

605.00-06.00124.177.83-7.838.02

706.00-07.005.54.171.33-1.336.69

807.00-08.0054.170.83-0.835.86

908.00-09.0044.170.170.176.03

1009.00-10.0044.170.170.176.20

1110.00-11.006.54.172.33-2.333.87

1211.00-12.0054.170.83-0.833.04

1312.00-13.0044.170.170.173.21

1413.00-14.0034.171.171.174.38

1514.00-15.0054.170.83-0.833.55

1615.00-16.0044.170.170.173.72

1716.00.17.0064.171.83-1.831.89

1817.00-18.0074.172.83-2.83-0.94

1918.00-19.0084.173.83-3.83-4.77

2019.00-20.0064.171.83-1.83-6.60

2120.00-21.0044.170.170.17-6.43

2221.00-22.0034.171.171.17-5.26

2322.00-23.0024.172.172.173.17

2423.00-24.0014.173.173.170.00

10010024.3824.3


%A =

Hidran KebakaranKebutuhan air tambahan yang juga perlu diperhitungkan adalah kebutuhan terhadap hidran kebakaran. Rumus yang digunakan adalah:Qkebakaran= 3860 (1-(0,01 ))Q= Debit hidran kebakaran L/menitP= Jumlah penduduk yang total (dalam ribuan)

Perhitungan debit hidran kebakaran: Qkebakaran= 3860 (1-(0,01 ))= 44.460 L/menit

Diasumsikan rata-rata tiap hari dibutuhkan 1 jam pemakaian air dari hidran kebakaran maka Debit hidran = 44.460 L/menit 1 jam/hari hr/86400 dtk menit/60 dtk 3600 dtk/jam = 30,875 L/dtk

Maka volume air untuk kebakaran:Vkebakaran= Q x t= 30,875 l/dtk x 7200 dtk= 222.300 l= 222,3 m3

Volume reservoar yang diperlukan:VR = (Qmaks x A% x 86400) + V kebakaran VR = (0,46 m3/dtk x 24,34% x 86400) + 222,3m3VR = 9.896 m3Ada 2 buah unit reservoar, jadi debit 1 reservoar adalah 4.948 m3

Dimensi Reservoar:Dimensi reservoar ditentukan dari hasil perhitungan volume reservoar yang diperoleh, dimana volume reservoar yang diperoleh 4.948 m3. Dimensi tiap kompartemen sebagai berikut: Volume 1 unit reservoir = P x L x T = 2L x L x 3 m 4.948 = 2L2 x 3 m = 6 L2 = L2L = 28,7 mLebar= 28,7 m = 29 mPanjang= 58 mTinggi = 3 m + 0,5 m (freeboard) = 3,5 m

Tabel 6.33 Perlengkapan ReservoirParameterRumusPerhitunganHasilSatuan

Debit Maks = Qmd = 0,6 m3/dtkKecepatan aliran 1,1 m/dtk, range (0,6-3 m/dtk) (Permen 18, th 2007).

Pipa inlet utama



D pasaran711 mm

Cek Perhitungan


Pipa inlet Cabang



D pasaran508 mm

Cek Perhitungan


Debit Maks = Qp = 0,885 m3/dtkKecepatan aliran 1,1 m/dtk, range (0,6-3 m/dtk) (Permen 18, th 2007).

Pipa Outlet Utama



D pasaran660,4 mm

Cek Perhitungan


Pipa Outlet Cabang



D pasaran457 mm

Cek Perhitungan


Setiap reservoar dilengkapi dengan baffle

Jumlah BafflePanjang bak/jarak antar baffle= 58 m/5 m11,6 = 12buah

Luas Antar bafflejarak antar baffle x tinggi bak= 5 m x 3,5 m17,5m

Kecepatan melalui baffle0,013m/s

Panjang saluran antar bafflelebar bak / jumlah saluran= 29 m/ 122,412,5 mm

TdPanjang saluran antar bak / kec. Melalui baffle= 2,5 m/0,013 m/s3,2Menit 30 menitOK(Al-layla, 1978)


Gambar XXX Sketsa Reservoar Tampak Atas

Gambar XX Sketsa Reservoar secara horizontal

Gambar XX Sketsa Reservoar secara Vertikal

unit filtrasi.docx

Documents