Bagian II: JARINGAN AIR BERSIH
Skema umum: Jaringan air bersih
PENYEDIAAN AIR BERSIH Air bersih dapat diperoleh dari beberapa sumber yaitu: 1. Air tanah a. Air tanah dangkal (unconfined aquifer) b. Air tanah dalam (confined aquifer) 2. Air hujan 3. Air permukaan Dapat berasal dari sungai, danau, waduk, telaga dsb.
Air tanah pada umumnya merupakan Groundwater Inflow (GI) yang dapat berupa: 1.
Air tanah dalam merupakan akifer tertekan (confined aquifer)
2.
Air tanah dangkal merupakan akifer tak tertekan (unconfined aquifer)
Berdasarkan gambar penampang diatas beberapa hal yang dapat dijelaskan antara lain:
Catchment area bagian atas memberi suplai pada daerah resapan sekunder
Catchment area bagian bawah memberi suplai pada daerah resapan primer
Daerah resapan primer merupakan sumber air tanah bagi air tanah dangkal
Daerah resapan sekunder memberikan resapan bagi air tanah dalam (digunakan dengan membuat sumur dalam / deep well)
Infiltrasi air taut dapat terjadi jika akifer tidak terjaga dengan baik.
Universitas Gadjah Mada
1
Gambar: Penampang lapisan air tanah
Pemenuhan kebutuhan air bersih pada suatu bangunan tergantung dari lokasi bangunan serta fasilitas di sekitarnya. Untuk memenuhi kebutuhan air pada suatu bangunan, sumber air dapat dibedakan atas: 1. PDAM 2. Sumber sendiri, berupa sumur artesistant, deep well, dll. 3. Gabungan PDAM dan sumber sendiri. Untuk gedung-gedung yang terletak di daerah yang tidak tersedia fasilitas penyediaan air bersih untuk umum, misalnya di daerah-daerah terpencil di pegunungan, penyediaan air akan diambil dari sungai, air tanah dangkal atau dalam, dan sebagainya. dalam hal ini air terssebut harus diolah dalam gedung instalasi pengolahan agar dapat dicapai standar kualitas air yang baku. PERSYARATAN AIR BERSIH Kualitas air, sesuai dengan Keputusan Menteri Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup Nomor: KEP-02/MENKLH/1/1988, Tentang Pedoman Penetapan Baku Mutu Lingkungan. Hal tersebut diatur sebagai berikut:
Universitas Gadjah Mada
2
No
Golongan
1
A
Keterangan
Air yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu
2
B
Air yang dapat digunakan sebagai air Baku untuk diolah sebagai air minum dan keperluan rumah tangga
3
C
Air yang dapat dipergunakan untuk keperluan perikanan dan peternakan
4
D
Air yang dapat dipergunakan untuk keperluan pertanian dan dapat dimanfaatkan untuk usaha perkotaan, industri, listrik tenaga air
Sumber: KEP-02/MENKLH/I/ 1988 (Pedoman Penetapan Baku Mutu Lingkungan)
Agar dapat digunakan, maka air harus memenuhi persyaratan kualitas air minum sebagai berikut: 1. Persyaratan fisik a.
Suhu: merupakan suhu kamar antara 10 - 25 derajat Celcius
b.
Warna: tidak berwarna
c.
Rasa: tidak berasa
d.
Bau: tidak berbau
e.
Kekeruhan: tidak boleh mengandung S102 25 mg/l
2. Persyaratan kimiawi a.
02 agresif dapat menyebabkan karat serta korosi
b.
H2S menimbulkan pembusukan
c.
NH4 zat organik harus dihindari
d.
Cl kurang dari 150 mg/l, bila lebih rasanya tidak enak
e.
SO4 kurang dari 250 mg/l, bila lebih dapat merusak beton
f.
Fe kurang dari 0,2 mg/l, bila lebih tidak sehat
g.
Kandungan Pb maksimum 0,05 mg/I
h.
Kandungan Cu maksium 3 mg/l
i.
Ph antara 6,5 -9,0
j.
Yodium kurang lebih 60 mg/l
k.
FI antara 1-1,5 mg/l
Universitas Gadjah Mada
3
3. Persyaratan biologis Air minum tdiak boleh mengandung bakteri penyakit dan biota lain. Hal ini dapat diperiksa dengan alat coliliter. Dalam pengolahan air minum dapat dilakukan treatmen tertentu untuk memastikan ketidakberadaan bibit penyakit tersebut. 4. Persyaratan radioaktif Air minum tidak boleh tercemar dan mengandung unsur-unsur radioaktif.
WATER TREATMENT Untuk mendapatkan kualitas air yang memenuhi persyaratan, pengadaan air bersih pada bangunan dapat dilakukan dengan treatment khusus. Water treatment ini didesain menurut kondisi air yang Baku dan pada alat yang lengkap dan baik akan memiliki komponen-komponen untuk menetralisir kondisi air secara fisis, kimiawi dan biologis. Treatment (pengolahan) air ini mempunyai empat tingkatan utama yang berurutan yaitu:
A.
PENYARINGAN BAHAN PADAT
Dibeberapa kota besar kondisi air sungai tidak sebaik di pegunungan. Beberapa sampah padat kadang-kadang terikut. Pada treatment tahap satu ini, dilakukan penyaringan pada aliran air yang menuju treatment berikutnya. Sifat saringan bekerja secara mekanis (saringan biasa).
B.
PENGENDAP LUMPUR
Pada umumnya endapan Lumpur ini dapat berbentuk dua jenis yaitu: suspensi dan larutan. Lumpur yang berbentuk larutan biasanya secara fisik mekanis dapat dipisahkan, sedangkan pada Lumpur yang bersifat koloid harus dilakukan koagulasi (penggumpalan agar Lumpur dapat mengendap). Beberapa syarat koagulasi menyangkut tingkat PH atau keasaman yang makin rendah. Pada umumnya koagulasi berlangsung jika PH koagulasi lebih besar dari 5,8 dengan demikian pada daerah-daerah yang beraliran air permukaan bersifat asam, sebelum menuju bak pengendapan pada Lumpur harus dilakukan peningkatan PH terlebih dahulu, misalnya dengan penambahan kapur. Pada tahap dua ini dilakukan pada bak pengendapan Lumpur (sedimentation tank).
C.
PENAMBAHAN UDARA
Dapat dilakukan dengan berbagai cara pengudaraan (aerasi). Cara yang paling mudah adalah dengan kincir airasi atau cara pengadukan yang termasuk sistem peniupan gelembung udara ke dalam air. Penambahan udara ini bertujuan meningkatkan kondisi
Universitas Gadjah Mada
4
oksigen air yang secara otomatis meningkatkan tingkat kehidupan bagi bakteri koli ang akan memakan limbah organic terlarut datam air. D.
PENGENDAPAN LUMPUR
Setelah kandungan limbah organik dihilangkan oleh bakteri koli, maka sisanya berupa lumbur (sludge) harus diendapkan. Zat-zat yang biasa digunakan untuk menetralisir zat-zat pengganggu pada proses pengendapan Lumpur, yaitu: 1.
Aluminium sulfat (tawas). Menetralisir muatan yang terdapat pada Lumpur koloid. Tawas dibutuhkan antara 15-50 mg/l air.
2.
Kapur. Membantu proses pengendapan (koagulasi), juga digunakan untuk menaikkan derajat Ph sehingga proses berjalan dengan baik. Dibutuhkan kapur 5-15 mg/l air.
E. PROSES DESINFEKTANSI Adalah proses untuk menghilangkan hama/bakteri yang ada dalam air. Bahan yang digunakan dapat berupa: 1. Kaporit. Untuk mensterilkan / membunuh kuman dan menghilangkan baubauan, membantu filtrasi dengan menyusutkan zat-zat organik serta mencegah proses pertumbuhan lumut pada pipa-pipa resevoir. 2. Chlor. Kadangkala digunakan sebagai pengganti kaporit untuk bahan sterilisasi. Pada beberapa treatment yang dianggap vital bagi bangunan kadang-kadang ditambah dengan treatment lain (mixed treatment) untuk menjaring atau mengurangi kadar logam berat. Bahan yang digunakan adalah chelator yang disesuaikan dengan jenis logam beratnya.
SISTEM DISTRIBUSI AIR PADA BERSIH BANGUNAN BERLANTAI BANYAK / BANGUNAN TINGGI
1. UP-FEED SYSTEM Dalam sistem ini pipa distribusi langsung dari tangki bawah (ground tank) dengan pompa langsung disambungkan dengan pipa utama penyediaan air bersih pada bangunan, dalam hal ini menggunakan sepenuhnya kemampuan pompa. Karena terbatasnya tekanan dalam pipa dan dibatasinya ukuran pipa cabang dari pipa utama tersebut, sistem ini terutama dapat diterapkan untuk perumahan dan gedung-gedung kecil yang rendah. Pembuatan relatif murah tetapi pompa cepat rusak. Kerugian sistem ini adalah:
pompa bekerja terus menerus
ketinggian terbatas karena kekuatan pipa terbatas untuk mengantisipasi tekanan air di dalamnya. Universitas Gadjah Mada
5
Gambar: UP FEED SYSTEM 2. DOWN FEED SYSTEM Dalam sistem ini air ditampung dulu di tangki bawah (ground tank), kemudian dipompakan ke tangki atas (upper tank) yang biasanya dipasang di atas atap atau di lantai tertinggi bangunan. Dari sini air didistribusikan ke seluruh bangunan. Sistem tangki atap ini cukup efisien diterapkan karena: a.
Selama airnya digunakan, perubahan tekanan yang terjadi pada alat plumbing hampir tidak berarti.
b.
Sistem pompa yang menaikkan air ke tangki atas bekerja secara otomatis dengan cara yang sangat sederhana sehingga kesulitan dapat ditekan.
c.
Perawatan tangki sangat sederhana dibandingkan dengan misalnya tangki tekan.
Universitas Gadjah Mada
6
Gambar: DOWN FEED SYSTEM Kelebihan down feed system ini adalah: a.
Pompa tidak bekerja secara terus-menerus sehingga lebih efisien dan awet.
b.
Air bersih selalu tersedia setiap saat.
c.
Tidak memerlukan pompa otomatis, kecuali untuk sistem pencegah bahaya kebakaran (sprinkler dan hydrant).
Kekurangan sistem ini adalah: a.
Membutuhkan biaya tambahan untuk pengadaan tangki tambahan.
b.
Menambah beban pada struktur bangunan.
c.
Menambah biaya pemeliharaan.
Untuk pemakaian jangka panjang sistem ini termasuk efektif dan efisien walaupun biaya pembuatannya mahal. Apabila jumlah lantai sangat banyak, tekanan air dalam pila sangat tinggi, sehingga pipa dapat pecah karena tekanan tinggi (setiap tujuh meter tekanan pipa menerima tekanan sebesar 1 atmosfir), maka down feed system ini dilengkapi dengan:
Universitas Gadjah Mada
7
1. Spillback Tank. Berupa tangki pembantu yang diletakkan pada setiap lantai tertentu. Tiap tangki dilengkapi dengan katup pengendali tekanan. Bila tekanan air tinggi maka katup akan menutup. Hal terpenting dalam sistem tangki atap ini adalah menentukan letak tangki tersebut apakah dipasang dalam langit-langit, di atas atap, atau dipasang dalam menara khusus. Penentuan ini harus didasarkan pada jenis alat plumbing yang terpasang pada lantai tertinggi bangunan dan yang menentukan tekanan kerja tertinggi.
PRINSIP KERJA SISTEM ini adalah sebagai berikut: a. Air yang telah dipompakan dalam spill back tank yang ada pada beberapa lantai sehingga udara di dalamnya terkompresi. b. Air dalam tangki tersebut dialirkan dalam sistem distribusi bangunan. Pompa diatur secara otomatis oleh suatu detektor yang menggerakkan saklar motor listrik penggerak pompa. c. Pompa berhenti bekerja kalau tekanan tangki telah mencapai batas maksimum yang ditetapkan dan bekerja kemabali setelah tekanan tangki mencapai suatu batas minimum yang telah ditetapkan pula. Daerah fluktuasi tekanan ini biasanya ditetapkan antara 1,0-1,5 kg/cm'.
Gambar: DOWN FEED SYSTEM dengan SPILL BACK TANK
Universitas Gadjah Mada
8
2. Presure Reducer Valve (PRV, katup reduksi tekanan) Pada jumlah lantai yang relatif banyak, ada kemungkinan tekanan dalam pipa sangat tinggi sehingga perlu direduksi dengan katup (valve). Katup-katup tersebut diletakkan pada beberapa lantai tertentu.
Gambar: DOWN FEED SYSTEM dengan PRESSURE REDUCER VALVE PIPA DISTRIBUSI Pipa distribusi harus terbuat dari bahan-bahan tahan karat dengan jenis sebagai berikut: a. Logam. Contoh: baja, besi, atau tembaga yang digalvanis. b. Plastik. Contoh: polyethylen (PE), acrityonitile butadiena stryrene (ABS), polyvinit chlorida (PVC), polyvinit dichlorida (PVDC).
Pipa-pipa yang digunakan harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut: a. Pipa yang dipakai tidak korosif pada permukaan aliran. b. Pipa mempunyai ketahanan terhadap tekanan air sesuai dengan desain jaringan dengan angka keamanan yang cukup. c. Kecepatan aliran datam pipa tidak melebihi kecepatan standar (berkaitan dengan noise yang ditimbulkan), batas-batas kecepatan tertinggi (biasanya 2m/detik atau kurang). Sambungan memenuhi syarat dalam hal: Universitas Gadjah Mada
9
- kekuatan sambungan, - bahan, - sistem sambungan, dan - menahan tekanan. d. Pipa memenuhi syarat-syarat yang berkaitan dengan bahan dan aspek pencemaran, misatnya pipa tidak boteh bereaksi terhadap cairan yang mengalir di datamnya. e. Sistem yang dipitih pipa harus dirancang dan dipasang sedemikian rupa sehingga udara maupun air kalau pertu dapat dibuang/dikeluarkan dengan mudah (mudah diperbaiki dan diganti). f. Pipa mendatar pada sistem pengaliran ke atas sebaiknya dibuat agak miring ke atas (searah aliran) sedangkan pada sistem pengatiran ke bawah dibuat agak miring ke bawah. Kemiringan sekitar 1/300. g. Pemipaan yang tidak merata, agak melengkung ke atas, atau melengkung ke bawah harus dihindarkan. Kalau akibat sesuatu hat tidak dapat dihindarkan (misalnya ada perombakan gedung) hendaknya dipasang katup petepas udara. h. Sambungan harus benar-benar rapat supaya air tidak dapat merembes keluar/bocor. i. Pipa dan sambungannya harus mampu menahan kekuatan / tekanan air sebesar 10 kg/cm2. j. Bagian pipa yang melewati siar ditatasi bangunan harus diberi sambungan fleksibel untuk menetralisir perubahan kedudukan pipa apabita terjadi gempa.
Universitas Gadjah Mada
10
TANGKI AIR BAHAN
Keuntungan
Kerugian
Tangki air
Pembuatan relatif murah.
Mudah terjadi korosi akibat
pelat baja
Harga tidak terlalu mahal.
kandungan besi, kemudian
Bentuk dan dimensi dapat disesuaikan
gejala air menjadi merah.
dengan tempat yang tersedia.
Agar tidak mudah berkarat dipasang tidak secara langsung mengenai beton.
Tangki air
pelat baja tahan karat
Penampilannya tampak lebih baik dari
Harga relatif mahal dibanding
tangki baja biasa.
tangki air pelat baja biasa.
Permukaan dalam tangki tidak perlu
(stainless
dicat, sehingga kemungkinan
steel)
terkelupasnya cat pada waktu membersihkannya dapat dihindarkan.
Permukaan licin, tidak mudah rusak dan mudah dibersihkan.
Tangki air
Jauh lebih ringan dari tangki pelat
Jika dibanding dengan baja,
baja.
kekuatan mekanis lebih
Mudah diwarnai.
rendah terutama terhadap
Tahan terhadap karat dan beberapa
tumbukan.
FRP (fiber glass)
bahan kimia.
Kurang merambatkan panas.
Kapasitas tangki ini dapat mencapai 100 m.
Tangki dari
Dapat dibentuk dengan lebih fleksibel.
Waktu menguras harus hati-
beton
Harga relatif murah dibanding baja
hati, apabila cat pada bagian
tahan karat.
dalam tangki mengelupas dan
Pengerjaan tidak sulit, dengan cara
masuk ke dalam jaringan
cast in place.
pemipaan.
Tahan dari bahaya korosi.
Umur relatif lama dibanding tangki kayu.
Pemeliharaan mudah.
Tangki dari
Umur bahan dapat mencapai 35 tahun.
kayu
Ringan tapi masih cukup kuat dibanding
—
Air dalam tangki harus sering diganti, untuk
Universitas Gadjah Mada
11
baja.
mencegah proses
Daya tahan terhadap air dan bahan
pembusukan kayu yang
kimia baik.
disebabkan oleh air yang
Hambatan terhadap panas cukup baik.
diam.
Tidak perlu dicat dengan cat tahan
karat.
Bahan mudah retak, diatasi dengan cat phenolic pada bagian luarnya.
KAPASITAS TANGKI Dalam menentukan kapasitas tangki harus diperhatikan atau diperhitungkan kebutuhan air (laju aliran air). Juga kita tentukan beberapa lama pompa bekerja mengisi tangki dalam setiap beberapa jam atau menit sekali. Biasanya diharapkan pompa hanya bekerja beberapa kali dalam sehari. Pengambilan waktu dapat 0.5 jam, 1 jam, atau 1.5 jam, tergantung dari sifat pemakaian pada jam puncak (peak hours). SISTEM KONTROL PENGISIAN TANGKI Digunakan float switch dengan tekanan alur listrik. Bila air pada reservoir telah turun pada titik tertentu ataupun air dalam tangki telah penuh, maka pompa akan bekerja secara otomatis, yaitu langsung bekerja atau berhenti sendiri.
POMPA AIR A.
POMPA SENTRIFUGAL Pompa sentrifugal bekerja dengan baling-baling atau alat sirip yang berfungsi menarik dan mendorong aliran. Dalam hal ini baling-baling atau propeler berfungsi pada saat berputar ke arah aliran sehingga aliran akan menuju sirip belakang. Balingbaling tersebut terletak di bagian dalam ruang propeler yang mempunyai akurasi gesekan relatif mendekati nol.
B. POMPA SUDU (TORAK) Pompa ini bekerja dengan sistem hisap atau tekan oleh torak / sudu / piston. Fungsi sudu sesuai dengan jenis pompanya, yaitu sudu hisap (seperti pompa tangan) dan sudu tekan. a. Pompa hisap Pada intinya pompa ini mempunyai kekuatan yang disebut Total Head yang dijabarkan atas kekuatan hisap dan kekuatan tekan. Biasanya dinyatakan dalam meter. Pada pompa hisap sebagian besar total head yang ada dikonsentrasikan pada kekuatan menghisap atau menarik aliran. Universitas Gadjah Mada
12
b.
Pompa Tekan Secara fungsional diefisiensikan untuk menekan aliran sehingga perletakannya lebih
cenderung
dekat
dengan
permukaan
aliran
yang
akan
dipindah.
Pemanfaatan pompa tekan ini misalnya pada pompa limbah dan pompa sumur dalam (submersible pump/deep well).
c.
Kombinasi pompa hisap dan tekan Cara kerjanya merupakan gabungan dari pompa hisap dan pompa tekan. Biasanya banyak dipakai di perumahan.
C. POMPA VORSTEK Jenis pompa yang didesain secara khusus untuk pemesanan tertentu. D. JET PUMP Inti di atas sentrifugal sedangkan air menekan dari bawah.
Skema: JENIS POMPA AIR
Universitas Gadjah Mada
13
HOT WATER SYSTEM Terdiri dari: 1. Supply Air Bersih /Tangki 2. Boiler 3. Tanki Air Tanah 4. Pompa 5. Pompa 6. Pemipaan 7. Sistem listrik dan Panel Kontrol 1. SUPLAI AIR BERSIH Dalam perhitungannya kapasitas air bersih yang perlu dicadangkan untuk keperluan air panas sebesar 1/3 dari total kebutuhan air bersih atau 1/3 dari debit kebutuhan total air bersih. Tangki air bersih yang digunakan secara ekonomis dapat dijadikan satu dengan tangki air bersih untuk keperluan secara umum.
2. BOILER (TANGKI PEMANAS) Adalah unit pemanas air yang digunakan dalam bangunan berlantai banyak untuk keperluan suplly air panas di bangunan tersebut. Bagian-bagian boiler: a. Tangki persiapan / tangki air bersih yang mampu mensuplai kebutuhan pemanasan dalam waktu 1 jam. b. Alat pemanas (FIRE TUBE BOILER). Terdiri burner dan sistem kontrol (sensor).
3. TANGKI AIR PANAS Adalah tangki yang berfungsi sebagai penyimpan air panas dengan cadangan penyimpanan selama minimum 1 jam. Dilengkapi dengan lapisan isolasi panas sehingga tidak terjadi reduksi panas pada saat distribusi dilaksanakan. Tangki air panas tersebut harus mampu menahan panas air sekitar 180 derajat F atau 82 derajat C. Untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan, tangki boiler umumnya dilengkapi dengan katup pengaman (safety valve). Dalam hal ini apabila terjadi tekanan yang berlebihan akibat mendidihnya air, maka katup tersebut membuka dan mengurangi tekanan di dalamnya. Pada sistem unit air panas yang Baru, suhu pemanasan akan mengendalikan bekerjanya unit pemanas atau bekerja secara otomatis.
Universitas Gadjah Mada
14
4. POMPA Datam Hot Water System diperlukan pompa, karena pada umumnya letak boiler ada di bagian bawah bangunan (basement). Apabila letaknya di bagian bawah bangunan, maka jenis pompa yang diperlukan adalah pompa tekan. 5. PEMIPAAN Pipa air panas mempunyai fungsi yang spesifik yaitu mendistribusikan air panas untuk bagian yang diperlukan serta menjaga suhu agar tidak terlalu banyak mengalami penurunan. Dengan demikian: a. tahan pada suhu tinggi, b. anti bocor, c. kedap air, dan d. dilapisi dengan serat kaca untuk menahan suhu dengan ketebalan minimum 1/4 inch secara merata di seluruh permukaan pipa. 6. SISTEM LISTRIK DAN PANEL KONTROL
Tegangan dan kuat arus listrik harus stabil apabila menggunakan unit pemanas dengan sistem pemanasan listrik.
Panel kontrol, menunjukkan indikasi dari: volume air panas dalam tanki air panas, tekanan air, suhu air panas, dan volume bahan bakar apabila menggunakan bahan bakar.
Universitas Gadjah Mada
15
Universitas Gadjah Mada
16
