EVALUASI TERHADAP UPAYA PENINGKATAN KUALITAS AIR BERSIH PADA PDAM TIRTA MON PASE INSTALASI MEUNASAH REUDEUP KABUPATEN ACEH UTARA
TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Melengkapi Tugas – Tugas dan Memenuhi Syarat Untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil
FIRDAUS FAISAL 040404020
BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2010
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK Permasalahan air bersih merupakan salah satu permasalahan utama yang sering terjadi di beberapa daerah di Indonesia. Seiring perkembangan zaman dan pertambahan jumlah penduduk, permintaan terhadap kualitas dan kuantitas air bersih terus meningkat. PDAM sebagai penyedia air minum bagi masyarakat harus mampu menyediakan air minum dengan kualitas dan kuantitas yang memadai untuk dikonsumsi. Proses yang umum digunakan oleh instalasi pengolahan air di Indonesia dalam menyediakan air bersih adalah proses pengolahan sistem konvensional lengkap yang meliputi proses secara fisika, kimia dan biologi. Adapun prosesnya antara lain: koagulasi-flokulasi, sedimentasi, filtrasi, dan desinfeksi. Tugas akhir ini merupakan studi kasus untuk mengevaluasi upaya peningkatan kualitas air bersih sistem konvensional lengkap yang dilakukan oleh PDAM Tirta Mon Pase Aceh Utara melalui Instalasi Pengolahan Air (IPA) Meunasah Reudeup yang berkapasitas produksi 150 liter/detik. Dari studi ini didapatkan data-data antara lain: kualitas air baku dan air bersih, proses pengolahan yang terjadi pada tiap unit pengolahan dan kondisi eksisting produksi. Kemudian, dari data-data ini akan dihasilkan solusi untuk perbaikan dimasa yang akan datang.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan kekuatan sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir ini berjudul “Evaluasi Terhadap Upaya Peningkatan Kualitas Air Bersih pada PDAM Tirta Mon Pase Instalasi Meunasah Reudeup Kabupaten Aceh Utara”. Tugas Akhir ini telah disusun dan merupakan salah satu persyaratan untuk menempuh ujian sarjana Teknik Sipil pada Universitas Sumatera Utara. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis telah banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak yang telah memberikan bimbingan, bantuan dan dukungan materil maupun spiritual sehingga penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Untuk itu penulis ucapkan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada: 1.
Bapak Prof. Dr. –Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara
2.
Bapak Ir. Sufrizal, M.Eng sebagai Dosen Pembimbing saya yang memberikan bimbingan, masukan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
3.
Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara yang telah banyak membantu penulis.
Universitas Sumatera Utara
4.
Bapak Ir. Faizal Ezeddin, MS sebagai Dosen Wali saya yang telah memberikan motivasi sehingga saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
5.
Bapak Ivan Indrawan, ST yang bersedia diajak berdiskusi mengenai Tugas Akhir ini.
6.
Bapak/Ibu staf PDAM Tirta Mon Pase, baik yang berkantor di Lhokseumawe maupun yang berkantor di Instalasi Meunasah Reudeup,
7.
Bapak/Ibu staf pengajar serta pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
8.
Orang Tua saya, Muhammad Yacob Hasballah (papa) dan Kamariah (mama) yang tak pernah bosan menangis disela-sela do’a nya. Bunda dan Ayah. Juga saudara/I saya dr. Mumya Camary, drg. Mudyaca Haiskara, Putri Lawrena, Mutia Megawati, si kembar T. Maulana dan T. Saddam, Ananda Arona dan Andriasyah Ramadhana.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari harapan karena keterbatasan pengetahuan, pengalaman serta referensi yang penulis miliki. Untuk itu penulis mengharapkan saran – saran dan kritik demi perbaikan pada masa yang akan datang.
Medan, Maret 2010
Firdaus Faisal 04 0404 020
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK .............................................................................................. KATA PENGANTAR ............................................................................ DAFTAR ISI ........................................................................................... DAFTAR GAMBAR .............................................................................. DAFTAR TABEL ...................................................................................
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................... 1.1 Latar Belakang ........................................................................... 1.2 Tujuan dan Manfaat Studi ......................................................... 1.3 Ruang Lingkup Studi ................................................................. 1.4 Metodologi ................................................................................. 1.5 Sistematika Penulisan ................................................................
BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................................................. 2.1 Air .............................................................................................. 2.1.1 Siklus Hidrologi............................................................. 2.1.2 Manfaat Air Bagi Kehidupan ........................................ 2.2 Sumber – Sumber Air Minum ................................................... 2.2.1 Air Laut ......................................................................... 2.2.2 Air Meteriologik ............................................................ 2.2.3 Air Tanah ....................................................................... 2.2.4 Air Permukaan ............................................................... 2.3 Metode Pengolahan Air Minum................................................. 2.3.1 Metode Pengolahan Air Tanah ...................................... 2.3.2 Metode Pengolahan Air Rawa ....................................... 2.3.3 Metode Pengolahan Air Danau...................................... 2.3.4 Metode Pengolahan Air Sungai ..................................... 2.4 Standar Kualitas Air Minum ...................................................... 2.4.1 Standar Kualitas Fisika .................................................. 2.4.2 Standar Kualitas Kimia ..................................................
Universitas Sumatera Utara
2.4.3 Standar Kualitas Mikrobiologi ...................................... 2.4.4 Standar Kualitas Radioaktif ........................................... 2.5 Aliran Melalui Pipa .................................................................... 2.5.1 Aliran Laminer dan Turbulen ........................................ 2.5.2 Kehilangan Energi (Head Loss) pada Pipa .................... 2.5.3 NPSHa dan NPSHr Pompa ............................................
BAB III LOKASI STUDI DAN KONDISI EKSISTING ...................... 3.1 Lokasi Studi ............................................................................... 3.1.1 Kabupaten Aceh Utara................................................... 3.1.2 Sumber – Sumber Air Minum di Kabupaten Aceh Utara ...................................................................... 3.1.3 Gambaran Singkat PDAM Tirta Mon Pase ................... 3.2 Kondisi Eksisting Instalasi Pengolahan Air Meunasah Reudeup ..................................................................... 3.2.1 Intake ............................................................................. 3.2.2 Prasedimentasi pada Bak Penampung Air Baku ........... 3.2.3 Proses Koagulasi, Flokulasi, Sedimentasi Pengaturan pH dan Desinfeksi pada Clarifier ................ 3.2.4 Unit Penyaringan (Filtrasi) ............................................ 3.2.5 Reservoir........................................................................ 3.3 Hasil Pengamatan .......................................................................
BAB IV EVALUASI .............................................................................. 4.1 Evaluasi Bak Penampung Air Baku dan Prasedimentasi ........... 4.2 Evaluasi Fungsi Clarifier untuk Koagulasi, Flokulasi dan Sedimentasi .......................................................................... 4.3 Evaluasi Unit Filtrasi ................................................................. 4.4 Evaluasi Reservoir ..................................................................... 4.5 Evaluasi Kualitas Air ................................................................. 4.6 Evaluasi Pembubuhan Zat Kimia ............................................... 4.7 Evaluasi Pompa Distribusi Air Baku .........................................
Universitas Sumatera Utara
4.8 Evaluasi Debit Masuk dan Debit Keluar....................................
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.................................................. 5.1 Kesimpulan ................................................................................ 5.2 Saran........................................................................................... DAFTAR PUSTAKA .............................................................................
LAMPIRAN Lampiran I. Foto – Foto Lapangan
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Siklus Hidrologi......................................................................
Gambar 2.2
Proses Aerasi pada Air ...........................................................
Gambar 2.3
Clarifier Konvensional ...........................................................
Gambar 2.4
Clarifier Modern ....................................................................
Gambar 2.5
Saringan Pasir Lambat ............................................................
Gambar 2.6
Saringan Pasir Cepat (Rapid Sand Filter) ..............................
Gambar 2.7
Bagan Proses Pengolahan Air Tanah .....................................
Gambar 2.8
Bagan Proses Pengolahan Air Tanah dengan Kandungan Fe dan Mn yang Tinggi ..........................
Gambar 2.9
Air Rawa .................................................................................
Gambar 2.10 Bagan Proses Pengolahan Air Rawa ...................................... Gambar 2.11 Bagan Proses Pengolahan Air Danau ..................................... Gambar 2.12 Bagan Proses Pengolahan Air Sungai .................................... Gambar 2.13 Intake Pintu Air dan Intake Pipa Penyedot............................ Gambar 2.14 Desain Bak Prasedimentasi .................................................... Gambar 2.15 Proses Koagulasi, Flokulasi dan Sedimentasi pada Clarifier Modern ............................................................ Gambar 2.16 Grafik Moody. ........................................................................ Gambar 2.17 Perbesaran Pipa Secara Berangsur. ........................................ Gambar 2.18 Belokan Pipa. .......................................................................... Gambar 2.19 Nilai Kc untuk Sambungan Pipa. ........................................... Gambar 2.20 Belokan Berangsur 90o ...........................................................
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.1
Peta Lokasi IPA Meunasah Reudeup .....................................
Gambar 3.2
Lokasi IPA Meunasah Reudeup dan IPA Meunasah Asan ........................................................
Gambar 3.3
Jalur Distribusi Air Baku dari Intake ke Bak Penampung Air Baku ......................................................
Gambar 3.4
Bak Penampungan Air Baku ..................................................
Gambar 3.5
Alat Jar Test. ..........................................................................
Gambar 3.6
Grafik Dosis Tawas Hasil Jar Test untuk Kekeruhan 36,5 NTU. ...............................................................................
Gambar 3.7
Penginjeksian Larutan Tawas dan Larutan Soda Ash ............
Gambar 3.8
Propeler...................................................................................
Gambar 3.9
Sirkulasi Air dan Proses Sedimentasi pada Clarifier .............
Gambar 3.10 Clarifier (Clariflocculator) .................................................... Gambar 3.11 Pembubuhan Larutan Kaporit................................................. Gambar 3.12 Diffuser weir ........................................................................... Gambar 3.13 Desain Saringan Pasir Cepat (Rapid Sand Filter) ................. Gambar 3.14 Bak Saringan Pasir Cepat (Rapid Sand Filter) ....................... Gambar 3.15 Reservoir................................................................................. Gambar 3.16 Bagan Proses Pengolahan Air Bersih IPA Meunasah Reudeup ......................................................... Gambar 4.1
Dimensi Bak Penampung Air Baku .......................................
Gambar 4.2
Elevasi Outlet Unit Filtrasi .....................................................
Gambar 4.3
Antrasit dalam Bentuk Butiran (Bubuk).................................
Gambar 4.4
Head loss statis dari Sumur Intake
Universitas Sumatera Utara
ke Bak Penampung Air Baku. ................................................ Gambar 4.5
Debit Masuk dan Debit Keluar ...............................................
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Koefisien Bentuk ....................................................................
Tabel 2.2
Kriteria Air Minum.................................................................
Tabel 2.3
Kekentalan Kinematik Air ......................................................
Tabel 2.4
Nilai Kekasaran Pipa (K) untuk Berbagai Jenis Pipa .............
Tabel 2.5
Nilai Kc untuk Perbesaran Pipa..............................................
Tabel 2.6
Nilai Kc untuk Belokan Pipa ..................................................
Tabel 2.7
Nilai Kc untuk Belokan Berangsur 90o ..................................
Tabel 3.1
Distribusi Air ke Pelanggan Menurut Waktu .........................
Tabel 4.1
Hasil Perhitungan Kecepatan Endap Partkel berdasarkan Diameter .............................................................
Tabel 4.2
Perhitungan Waktu Detensi Aliran Horizontal Air ...............
Tabel 4.3
Perhitungan Waktu Endap Partikel ........................................
Tabel 4.4
Perhitungan Waktu Detensi Air di Unit Pengadukan Cepat .........................................................
Tabel 4.5
Perhitungan Waktu Detensi flokulasi Dan Sedimentasi ....................................................................
Tabel 4.6
Perhitungan Debit Penyaringan Tiap Bak .............................
Tabel 4.7
Hasil Perhitungan Nilai va .....................................................
Tabel 4.8
Hasil Perhitungan Kebutuhan Tinggi Muka Air ....................
Tabel 4.9
Tinggi Muka Air diatas Media Filter pada Saat Backwash ........................................................................
Tabel 4.10
Hasil Perhitungan Kapasitas Reservoir
Universitas Sumatera Utara
untuk Q = 40 l/detik ............................................................... Tabel 4.11
Hasil Perhitungan Kapasitas Reservoir untuk Q = 150 l/detik .............................................................
Tabel 4.12
Analisa Air Hasil Produksi .....................................................
Tabel 4.13
Laporan Analisa Bulanan (Monthly Report Analysis) Pemeriksaan Parameter Kualitas Air di WTP Lhoksukon.................................................................
Tabel 4.14
Analisa Parameter Hasil Filter dan Reservoir ........................
Universitas Sumatera Utara
