LAMPIRAN A PERATURAN - PERATURAN

DAFTAR PUSTAKA

Al Layla, M.Anis, Shamim Ahmad and E.Joe Middebrooks, “Water Supply Engineering Design”, Ann-Arbor Science, Michigan, 1978. Chow, Ven Te, “Open Channel Hydraulic” , Mc. Graw Hill Inc, New York, 1959. Droste, Ronald L, “Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment”, John Willey and Sons Inc. New York, 1997 Fair, Geyer, Okun, “Water & Wastewater Engineering-Volume II : Water Purification and Wastewater Treatment and Disposal “, John Wiley & Sons Inc, Toronto, 1968. Darmasetiawan, Martin, “ Teori dan Perencanaan Instalasi Pengolahan Air”, Ekamitra Engineering, Jakarta, 2004. JICA, “Design Criteria for Waterwork Facilities”, JICA, Japan, 1990. Kawamura, Susumu, “ Integrated Design of Water Treatment Facilities”, John Willey & Sons, Inc. New York, 1991. KepMenKes No.907/MENKES/SK/VII/2002 Tanggal 29 Tahun 2002 tentang “Syarat-syarat dan Pengawasan Kualitas Air Minum”. Peraturan Pemerintah No. 82 Tahun 2001 tentang “Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air”. Schulz, C. R, D. A. Okun, “Surface Water Treatment for Communities in Developing Countries”, John Wiley and Sons, Toronto, 1984. Streeter, Wylie, Prijono, “ Mekanika Fluida”, Erlangga, Jakarta, 1999. _________, “Sekilas 17 Tahun Perjalanan PDAM Tirta Darma Ayu Kabupaten Indramayu”, PDAM Tirta Darma Ayu Kabupaten Indramayu, Indramayu, 2005. _________, “Indramayu Dalam Angka Tahun 2005”, BPS Kabupaten Indramayu, Indramayu, 2006. _________, “RUTR Kota Haurgeulis Kabupaten Indramayu”, BAPPEDA Kabupaten Indramayu, Indramayu, 2004.

xiii

_________, “ Laporan Akhir Rencana Teknik Pembangunan Prasarana Air Bersih Wilayah Pantura”, Dinas PU Cipta Karya Kabupaten Indramayu, Indramayu, 2005. _________, “Laporan Debit Harian Bendung Salam Darma dan Saluran Induk Bugis”,PERUM JASA TIRTA II Seksi Patrol Kabupaten Indramayu, Indramayu, 2007. _________, “Rencana Pokok Penyediaan dan Penggunaan Air”, PERUM JASA TIRTA II Kabupaten Subang, Subang, 2007.

xiv

LAMPIRAN A PERATURAN‐PERATURAN

LAMPIRAN A PERATURAN - PERATURAN

A.1 Syarat-syarat dan Pengawasan Kualitas Air Minum KEPUTUSAN MENTERI KESEHATAN RI NOMOR 907/MENKES/SK/VII/2002 TANGGAL 29 JULI 2002 TENTANG SYARAT-SYARAT DAN PENGAWASAN KUALITAS AIR MINUM 1. BAKTERIOLOGIS Parameter

Satuan

a. Air Minum : E. Coli atau fecal coli b. Air yang masuk sistem distribusi: E. Coli atau fecal coli Total Bakteri Coliform c. Air pada sistem distribusi : E. Coli atau fecal coli Total Bakteri Coliform

Jumlah per 100 ml sampel Jumlah per 100 ml sampel Jumlah per 100 ml sampel Jumlah per 100 ml sampel Jumlah per 100 ml sampel

Kadar Maksimum yang diperbolehkan 0 0 0 0 0

2. KIMIA A. Bahan-bahan inorganik (yang memiliki pengaruh langsung pada kesehatan) Parameter Antimony Air raksa Arsenic Barium Boron Cadmium Kromium Tembaga Sianida Fluroride Timah Molybdenum Nikel Nitrat (sebagai NO3) Nitrit (sebagai NO2) Selenium

Satuan mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L

Kadar Maksimum yang diperbolehkan 0.005 0.001 0.01 0.7 0.3 0.003 0.05 2 0.07 1.5 0.01 0.07 0.02 50 3 0.01

PERENCANAAN PENGEMBANGAN IPAM PDAM TIRTA DARMA AYU KAB.INDRAMAYU JAWA BARAT

A ‐ 1


B. Bahan-bahan inorganik (yang dapat menimbulkan keluhan pada konsumen) Parameter Ammonia Aluminium Chloride Copper Kesadahan Hidrogen Sulfide Besi Mangan pH Sodium Sulfate Padatan terlarut Seng

Satuan mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L

Kadar Maksimum yang diperbolehkan 1.5 0.2 250 1 500 0.05 0.3 0.1 6,5 - 8,5 200 250 1000 3

C. Bahan-bahan organik (yang memiliki pengaruh langsung pada kesehatan) Parameter Chlorinate alkanes : carbon tetrachloride dichloromethane 1,2 -dichloroethane 1,1,1 -trichloroethane Chlorinated ethenes : vinyl chloride 1,1 -dichloroethene 1,2 -dichloroethene Trichloroethene Tetrachloroethene Benzene Toluene Xylenes benzo[a]pyrene Chlorinated benzenes : Monochlorobenzene 1,2 -dichlorobenzene 1,4 -dichlorobenzene Trichlorobenzenes (total) Lain-lain : di(2-ethylhexy)adipate di(2-ethylhexy)phthalate Acrylamide Epichlorohydrin Hexachlorobutadiene edetic acid (EDTA) Nitriloacetic acid Tributyltin oxide

Satuan

Kadar Maksimum yang diperbolehkan

µg/L µg/L µg/L µg/L

2 20 30 2000

µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L

5 30 50 70 40 10 700 500 0,7

µg/L µg/L µg/L µg/L

300 1000 300 20

µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L

80 8 0.5 0.4 0.6 200 200 2


A ‐ 2


D. Bahan-bahan organik (yang kemungkinan menimbulkan keluhan pada konsumen) Parameter

Satuan

Toluene Xylene Ethylbenzene Styrene Monochlorobenzene 1.2 -dichlorobenzene 1.4 -dichlorobenzene Trichlorobenzenes (total) 2 -chlorophenol 2,4 -dichlorophenol 2,4,6 -trochlorophenol

µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L

Kadar Maksimum yang diperbolehkan 24-170 20-1800 2-200 4-2600 10-12 1-10 0.3-30 5-50 600-1000 0.3-40 2-300

E. Pestisida Parameter Alachlor Aldicarb aldrin/dieldrin Atrazine Bentazone Carbofuran Chlordane Chlorotoluron DDT 1,2 -dibromo-3-chloropropane 2,4 –D 1,2 -dichloropropane 1,3 -dichloropropane Heptachlor and Heptachlor epoxida Hexachlorobenzene Isoproturon Lindane MCPA Molinate Pendimethalin Pentachlorophenol Permethrin Propanil Pyridate Simazine Trifluralin Chlorophenoxy herbicides selain 2,4-D dan MCPA 2,4 –DB Dichlorprop Fenoprop Mecoprop 2,4,5 –T

µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L

Kadar Maksimum yang diperbolehkan 20 10 0.03 2 30 5 0.2 30 2 1 30 20 20 0.03 1 9 2 2 6 20 9 20 20 100 2 20

µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L

90 100 9 10 9

Satuan


A ‐ 3


F. Desinfektan dan hasil sampingannya Parameter Monochloramine, ditrichloramine Chlorine Bromate Chlorite 2,4,6 -trichlorophenol Formaldehyde Bromoform Dibromochloromethane Bromodichloro-methane Chloroform Chlorinated acetic acids : Dichloroacetic acid Trichloroacetic acid Chloral hydrate (Trichloroacetal-dehyde) Dichloroacetonitrile Dibromoacetonitrile Trichloroacetonitrile Cyanogen chloride (sebagai CN)

mg/L

Kadar Maksimum yang diperbolehkan 3

mg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L

5 25 200 200 900 100 100 60 200

µg/L µg/L

50 100

µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L

10 90 100 1 70 25

Satuan dan

3. RADIOAKTIFITAS Parameter

Satuan

Gross alpha activity Gross beta activity

Bq/L Bq/L

Kadar Maksimum yang diperbolehkan 0.1 1

4. FISIK

Warna Rasa dan bau

TCU -

Kadar Maksimum yang diperbolehkan 15 -

Temperatur Kekeruhan

ºC NTU

Suhu udara ± 3 ºC 5

Parameter

Satuan


Ket. Tidak berbau dan berasa

A ‐ 4


A.2 Baku Mutu Air Baku Air Minum PERATURAN PEMERINTAH NOMOR 82 TAHUN 2001 TANGGAL 14 DESEMBER 2001 TENTANG PENGELOLAAN KUALITAS AIR DAN PENGENDALIAN PENCEMARAN AIR Kriteria Mutu Air Berdasarkan Kelas PARAMETER FISIKA Temperatur Residu Terlarut Residu Tersuspensi

SATUAN

KELAS III

II

mg/ L

deviasi 3 1000

deviasi 3 1000

deviasi 3 1000

deviasi 5 2000

mg/L

50

50

400

400

Bagi pengolahan air minum secara konvesional, residu tersuspensi ≤ 5000 mg/ L

6-9

6-9

6-9

5-9

Apabila secara alamiah di luar rentang tersebut, maka ditentukan berdasarkan kondisi alamiah

o

C

KIMIA ANORGANIK pH

IV

KETERANGAN

I

BOD COD DO Total Fosfat sbg P NO 3 sebagai N NH3-N

mg/L mg/L mg/L mg/L

2 10 6 0,2

3 25 4 0,2

6 50 3 1

12 100 0 5

mg/L

10

10

20

20

mg/L

0,5

(-)

(-)

(-)

Arsen Kobalt Barium Boron Selenium Kadmium Khrom (VI) Tembaga

mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L

0,05 0,2 1 1 0,01 0,01 0,05 0,02

1 0,2 (-) 1 0,05 0,01 0,05 0,02

1 0,2 (-) 1 0,05 0,01 0,05 0,02

1 0,2 (-) 1 0,05 0,01 0,01 0,2

Besi

mg/L

0,3

(-)

(-)

(-)

Timbal

mg/L

0,03

0,03

0,03

1

Mangan Air Raksa

mg/L mg/L

0,1 0,001

(-) 0,002

(-) 0,002

(-) 0,005

Deviasi temperatur dari keadaan almiahnya

Angka batas minimum

Bagi perikanan, kandungan amonia bebas untuk ikan yang peka ≤ 0,02 mg/L sebagai NH3

Bagi pengolahan air minum secara konvensional, Cu ≤ 1 Bagi pengolahan air minum secara konvensional, Fe ≤ 5 Bagi pengolahan air minum secara konvensional, Pb ≤ 0,1 mg/L


A ‐ 5


Seng

mg/L

0,05

0,05

0,05

2

Khlorida Sianida Fluorida Nitrit sebagai N

mg/l mg/L mg/L mg/L

600 0,02 0,5 0,06

(-) 0,02 1,5 0,06

(-) 0,02 1,5 0,06

(-) (-) (-) (-)

Sulfat Khlorin bebas

mg/L mg/L

400 0,03

(-) 0,03

(-) 0,03

(-) (-)

Belereng sebagai H2S

mg/L

0,002

0,002

0,002

(-)

100

1000

2000

2000

1000

5000

10000

10000

0,1 1

0,1 1

0,1 1

0,1 1

1000

1000

1000

(-)

200

200

200

(-)

1

1

1

(-)

210 17

210 (-)

210 (-)

(-) (-)

3 2 18

(-) 2 (-)

(-) 2 (-)

(-) 2 (-)

56 35 1 5

(-) (-) 4 (-)

(-) (-) 4 (-)

(-) (-) (-) (-)

MIKROBIOLOGI Fecal coliform jml/100 ml -Total jml/100 coliform ml RADIOAKTIVITAS - Gross-A Bq /L - Gross-B Bq /L KIMIA ORGANIK Minyak dan ug /L Lemak ug /L Detergen sebagai MBAS Senyawa ug /L Fenol sebagai Fenol BHC ug /L Aldrin / ug /L Dieldrin Chlordane ug /L DDT ug /L Heptachlor ug /L dan heptachlor epoxide Lindane ug /L Methoxyclor ug /L Endrin ug /L Toxaphan ug /L

Bagi pengolahan air minum secara konvensional, Zn ≤ 5 mg/L

Bagi pengolahan air minum secara konvensional, NO2 ≤ 1 Bagi ABAM tidak dipersyaratkan Bagi pengolahan air minum secara konvensional, S sebagai H2S <0,1 mg/L Bagi pengolahan air minum secara konvensional, fecal coliform ≤ 2000 jml / 100 ml dan total coliform ≤ 10000 jml/100 ml


A ‐ 6

Keterangan : mg ug ml L Bq MBAS ABAM


= miligram = mikrogram = mililiter = liter = Bequerel = Methylene Blue Active Substance = Air Baku untuk Air Minum

Logam berat merupakan logam terlarut Nilai di atas merupakan batas maksimum, kecuali untuk pH dan DO. Bagi pH merupakan nilai rentang yang tidak boleh kurang atau lebih dari nilai yang tercantum. Nilai DO merupakan batas minimum. Arti (-) di atas menyatakan bahwa untuk kelas termasuk, parameter tersebut tidak dipersyaratkan Tanda ≤ adalah lebih kecil atau sama dengan Tanda < adalah lebih kecil


A ‐ 7

LAMPIRAN B PROYEKSI JUMLAH PENDUDUK


Proyeksi penduduk sangat diperlukan dalam perencanaan untuk memperkirakan jumlah kebutuhan air minum selama periode perencanaan. Proyeksi penduduk ini dilakukan berdasarkan Buku Indramayu Dalam Angka Tahun 2005 dan beberapa tahun sebelumnya. Adapun jumlah penduduk di Kecamatan Sukra, Anjatan, dan Haurgeulis pada tahun 1996 – 2005 dapat dilihat pada tabel B.1 berikut ini :

Tabel B. 1 Jumlah Penduduk di Kecamatan Sukra, Anjatan, dan Haurgeulis pada Tahun 1996 – 2005 Jumlah Penduduk (jiwa) Sukra Anjatan Haurgeulis Jumlah 1996 86.456 84.502 74.165 245.123 1997 86.634 84.737 74.251 245.622 1998 86.785 84.564 74.203 245.552 1999 86.966 86.438 74.294 247.698 2000 86.606 85.147 78.543 250.296 2001 86.843 88.143 78.897 253.883 2002 87.389 88.500 79.418 255.307 2003 91.969 89.415 91.840 273.224 2004 92.847 89.390 90.030 272.267 2005 97.811 85.115 90.496 273.422 Sumber : Indramayu Dalam Angka Tahun 2005 dan tahun sebelumnya. Tahun

B.1

Metode Aritmatika

Rumus: Pn = P0 + r (Tn − T0 )

r = ( P2 − P1 ) / n Dengan, Pn = jumlah penduduk tahun ke-n P0 = jumlah penduduk awal r

= jumlah pertambahan penduduk tiap tahun rata-rata

Tn = tahun yang diproyeksi


B ‐ 1


T0 = tahun awal P1 = jumlah penduduk tahun ke-1 (yang diketahui) P2 = jumlah penduduk tahun terakhir (yang diketahui) n

= jangka waktu

Tabel B. 2 Proyeksi Penduduk Metode Aritmatika

Jumlah Proyeksi Jumlah Kenaikan Penduduk (P) Penduduk (Pn) 1996 245.123 245.123 1997 245.622 499 248.268 1998 245.552 -70 251.412 1999 247.698 2.145 254.556 2000 250.296 2.598 257.700 2001 253.883 3.587 260.845 2002 255.307 1.424 263.989 2003 273.224 17.916 267.133 2004 272.267 -957 270.278 2005 273.422 1.155 273.422 Rata-rata 256.239,47 3.144,31 r = 3.144,31 Tahun

Pr = 256.239,47 Tabel B. 3 Perhitungan Korelasi dan Standar Deviasi Metode Aritmatika

Tahun 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

P 245.123 245.622 245.552 247.698 250.296 253.883 255.307 273.224 272.267 273.422 Jumlah

Pn 245.123 248.268 251.412 254.556 257.700 260.845 263.989 267.133 270.278 273.422

(Pn - Pr)2 123.571.545 63.552.189 23.306.219 2.833.635 2.134.436 21.208.623 60.056.195 118.677.153 197.071.496 295.239.226 907.650.716


(Pn - P)2 0 6.996.236 34.333.449 47.037.744 54.829.683 48.463.074 75.371.988 37.091.752 3.957.359 0 308.081.284

B ‐ 2


r

2

∑ (P =

− Pr ) − ∑ (Pn − P ) 2

n

∑ (P

n

=

− Pr )

2

2

907.650.716 − 308.081.284 = 0,660573 907.650.716

r = 0,812756

[

⎡ ∑ (Pn − P )2 − ∑ (Pn − P )2 / n STD = ⎢ n ⎢⎣ ⎡ 308.081.284 − (308.081.284 / 10) ⎤ =⎢ ⎥⎦ 10 ⎣

1

2

]⎤⎥

1

2

⎥⎦

= 5.265,6733

Gambar B. 1 Proyeksi Penduduk Metode Aritmatika

B.2

Metode Geometrik

Rumus: Pn = P0 (1 + r )

r=

Dengan,

n

P2 − P1 P1

Pn = jumlah penduduk tahun yang diproyeksi P0 = jumlah penduduk tahun awal r

= rata-rata angka pertumbuhan penduduk tiap tahun


B ‐ 3


n = jangka waktu P1 = jumlah penduduk tahun ke-1 (yang diketahui) P2 = jumlah penduduk tahun berikutnya (yang diketahui)

Tabel B. 4 Proyeksi Penduduk Metode Geometrik Jumlah Penduduk Rasio ( r ) (P) 1996 245.123 1997 245.622 0,002037 1998 245.552 -0,00029 1999 247.698 0,008737 2000 250.296 0,010489 2001 253.883 0,014333 2002 255.307 0,005609 2003 273.224 0,070175 2004 272.267 -0,0035 2005 273.422 0,004242 Rata-rata 256.239,47 0,012426 r = 0,012426 Tahun

Proyeksi Penduduk (Pn) 245.123 248.169 251.253 254.375 257.536 260.736 263.976 267.256 270.577 273.940

Pr = 256.239,47

Tabel B. 5 Perhitungan Korelasi dan Standar Deviasi Metode Geometrik Tahun 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

P 245.123 245.622 245.552 247.698 250.296 253.883 255.307 273.224 272.267 273.422 Jumlah

Pn 245.123 248.169 251.253 254.375 257.536 260.736 263.976 267.256 270.577 273.940

(Pn - Pr)2 (Pn - P)2 123.571.545 0 65.130.255 6.485.532 24.865.583 32.496.686 3.476.095 44.586.578 1.680.856 52.420.700 20.219.980 46.962.563 59.855.201 75.146.799 121.370.447 35.609.607 205.572.434 2.855.185 313.291.278 267.816 939.033.674 296.831.466


B ‐ 4


r

2

∑ (P =

n

− Pr ) − ∑ (Pn − P ) 2

∑ (P

n

=

− Pr )

2

2

939.033.674 − 296.831.466 = 0,683897 939.033.674

r = 0,826981

[

⎡ ∑ (Pn − P )2 − ∑ (Pn − P )2 / n STD = ⎢ n ⎢⎣ ⎡ 296.831.466 − (296.831.466 / 10) ⎤ =⎢ ⎥⎦ 10 ⎣

1

2

]⎤⎥

1

2

⎥⎦

= 5.168,6393

Gambar B. 2 Proyeksi Penduduk Metode Geometrik

B.3

Metode Regresi Linear

Rumus:

y = a + bx

∑ y ∑ x − ∑ x∑ (xy ) N ∑ x − (∑ x ) N ∑ ( xy ) − ∑ x ∑ y b= N ∑ x − (∑ x ) 2

a=

2

2

2

2


B ‐ 5


Tabel B. 6 Proyeksi Penduduk Metode Regresi Linear

Jumlah Penduduk (P) 1996 245.123 1997 245.622 1998 245.552 1999 247.698 2000 250.296 2001 253.883 2002 255.307 2003 273.224 2004 272.267 2005 273.422 Jumlah

Tahun

x

x2

y 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 55

245.123 245.622 245.552 247.698 250.296 253.883 255.307 273.224 272.267 273.422 2.562.395

xy

1 245.123 4 491.245 9 736.657 16 990.791 25 1.251.479 36 1.523.299 49 1.787.152 64 2.185.789 81 2.450.403 100 2.734.220 385 14.396.158


∑ y ∑ x − ∑ x∑ (xy ) = (2.562.395 × 385) − (55 ×14.396.158) = 236.040,34 (10 × 385) − (55) N ∑ x − (∑ x ) 2

a=

b=

2

2

N ∑ (xy ) − ∑ x ∑ y N ∑ x − (∑ x ) 2

2

2

=

(10 × 14.396.158) − (55 × 2.562.395) = 3.672,5694 (10 × 385) − (55) 2

Persamaan : y = 236.040,34 + 3.672,5694x

Tabel B. 7 Perhitungan Korelasi dan Standar Deviasi Metode Regresi Linear

Tahun 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

P 245.123 245.622 245.552 247.698 250.296 253.883 255.307 273.224 272.267 273.422 Jumlah Pr = 256.239,47

Pn 239.713 243.385 247.058 250.731 254.403 258.076 261.748 265.421 269.093 272.766

(Pn - Pr)2 273.127.260 165.225.132 84.298.537 30.347.473 3.371.941 3.371.941 30.347.473 84.298.537 165.225.132 273.127.260 1.112.740.688

(Pn - P)2 29.271.220 5.004.126 2.267.142 9.198.440 16.871.156 17.577.435 41.486.031 60.883.387 10.071.317 430.289 193.060.544


B ‐ 6


r

2

∑ (P =

n

− Pr ) − ∑ (Pn − P ) 2

∑ (P

n

=

− Pr )

2

2

1.112.740.688 − 193.060.544 = 0,8265 1.112.740.688

r = 0,909120

[

⎡ ∑ (Pn − P )2 − ∑ (Pn − P )2 / n STD = ⎢ n ⎢⎣ ⎡193.060.544 − (193.060.544 / 10) ⎤ =⎢ ⎥⎦ 10 ⎣

1

2

]⎤⎥

1

2

⎥⎦

= 4.168,3869

Gambar B. 3 Proyeksi Penduduk Metode Regresi Linear

B.4

Metode Eksponensial

Rumus: y = ae bx n ⎛1⎞ ln a = ⎜ ⎟(∑ ln y − b∑ x ) ⎝N⎠

b=

N ∑ (x ln y ) − (∑ x ∑ lny) N

(∑ x ) − (∑ x ) 2

2


B ‐ 7


Tabel B. 8 Proyeksi Penduduk Metode Eksponensial

Jumlah Tahun Penduduk (P) 1996 245.123 1997 245.622 1998 245.552 1999 247.698 2000 250.296 2001 253.883 2002 255.307 2003 273.224 2004 272.267 2005 273.422 Jumlah

b=

x2

x

1 1 2 4 3 9 4 16 5 25 6 36 7 49 8 64 9 81 10 100 55 385

N ∑ (x ln y ) − (∑ x ∑ lny ) N

(∑ x ) − (∑ x ) 2

y

2

ln y

245.123 12,4095 245.622 12,4116 245.552 12,4113 247.698 12,4200 250.296 12,4304 253.883 12,4446 255.307 12,4502 273.224 12,5180 272.267 12,5145 273.422 12,5188 2.562.395 124,5289

=

x ln y 12,4095 24,8231 37,2338 49,6799 62,1520 74,6678 87,1516 100,1444 112,6308 125,1877 686,0805


(10 × 686,0805) − (55 × 124,5289) = 0,014201 (10 × 385) − (55) 2

⎛1⎞ ⎛1⎞ ln a = ⎜ ⎟(∑ ln y − b∑ x ) = ⎜ ⎟(124,5289 − (0,014201 × 55)) = 12,374786 ⎝N⎠ ⎝ 10 ⎠

a = 236.756,24 Persamaan : y = 236.756,24e0,014201x

Tabel B. 9 Perhitungan Korelasi dan Standar Deviasi Metode Eksponensial

Tahun 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

P 245.123 245.622 245.552 247.698 250.296 253.883 255.307 273.224 272.267 273.422 Jumlah Pr = 256.239,47

Pn 240.142 243.577 247.061 250.594 254.178 257.813 261.501 265.241 269.034 272.882

(Pn - Pr)2 259.117.600 160.341.465 84.253.142 31.871.418 4.249.652 2.476.845 27.678.745 81.018.982 163.700.236 276.965.441 1.091.673.526

(Pn - P)2 24.808.929 4.184.473 2.274.594 8.388.377 15.072.001 15.445.372 38.355.359 63.730.679 10.452.208 291.868 183.003.860


B ‐ 8


r

2

∑ (P =

n

− Pr ) − ∑ (Pn − P ) 2

∑ (P

n

=

− Pr )

2

2

1.091.673.526 − 183.003.860 = 0,832364 1.091.673.526

r = 0,912340

[

]

⎡ ∑ (Pn − P )2 − ∑ (Pn − P )2 / n ⎤ STD = ⎢ ⎥ n ⎢⎣ ⎥⎦

1

2

⎡183.003.860 − (183.003.860 / 10) ⎤ =⎢ ⎥ 10 ⎦ ⎣

1

2

= 4.058,3676

Gambar B. 4 Proyeksi Penduduk Metode Eksponensial

B.5

Metode Logaritmik

Rumus:

y = a + b ln x a= b=

1 N

[∑ y − b∑ (ln x)]

N ∑ ( y ln x ) − ∑ y ∑ ln x N ∑ (ln x ) − (∑ ln x ) 2

2


B ‐ 9


Tabel B. 10 Proyeksi Penduduk Metode Logaritmik Jumlah Tahun Penduduk (P) 1996 245.123 1997 245.622 1998 245.552 1999 247.698 2000 250.296 2001 253.883 2002 255.307 2003 273.224 2004 272.267 2005 273.422 Jumlah

b=

a=

x 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 55

y

245.123 0 245.622 0,693147 245.552 1,098612 247.698 1,386294 250.296 1,609438 253.883 1,791759 255.307 1,945910 273.224 2,079442 272.267 2,197225 273.422 2,302585 2.562.395 15,104413

N ∑ ( y ln x ) − ∑ y ∑ ln x N ∑ (ln x ) − (∑ ln x ) 2

1 N

(ln x)2

ln x

2

=

y ln x

0 0 0,4805 170.253 1,2069 269.767 1,9218 343.382 2,5903 402.835 3,2104 454.898 3,7866 496.805 4,3241 568.153 4,8278 598.232 5,3019 629.577 27,6502 3.933.901


(10 × 3.933.901) − (2.562.394,73 × 15,104413) = 13.142,23 (10 × 27,6502) − (15,104413) 2

[∑ y − b∑ (ln x)] = 101 [2.562.395 − (13.142,23 × 15,104413)] = 236.388,9

Persamaan : y = 236.388,9 + 13.142,23ln x

Tabel B. 11 Perhitungan Korelasi dan Standar Deviasi Metode Logaritmik Tahun 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

P 245.123 245.622 245.552 247.698 250.296 253.883 255.307 273.224 272.267 273.422 Jumlah Pr = 256.239,47

Pn 236.389 245.498 250.827 254.608 257.541 259.937 261.963 263.717 265.265 266.650

(Pn - Pr)2 394.044.816 115.370.465 29.293.531 2.662.010 1.692.696 13.668.902 32.753.085 55.919.452 81.466.192 108.379.223 835.250.372

(Pn - P)2 76.287.791 15.391 27.823.271 47.750.594 52.486.729 36.643.752 44.290.916 90.369.230 49.023.304 45.859.883 470.550.860


B ‐ 10


r

2

∑ (P =

n

− Pr ) − ∑ (Pn − P ) 2

∑ (P

n

=

− Pr )

2

2

835.250.372 − 470.550.860 = 0,436635 835.250.372

r = 0,660784

[

⎡ ∑ (Pn − P )2 − ∑ (Pn − P )2 / n STD = ⎢ n ⎢⎣ ⎡ 470.550.860 − (470.550.860 / 10) ⎤ =⎢ ⎥ 10 ⎦ ⎣

1

2

]⎤⎥

1

2

⎥⎦

= 6.507,6553

Gambar B. 5 Proyeksi Penduduk Metode Logaritmik

B.6

Pemilihan Metode Proyeksi Metode proyeksi yang digunakan dalam menentukan jumlah penduduk di

masa mendatang adalah metode yang memberikan nilai korelasi paling besar dan standar deviasi paling kecil. Perbandingan nilai-nilai tersebut terlihat pada tabel B.12.


B ‐ 11


Tabel B. 12 Perbandingan Nilai Korelasi dan Standar Deviasi Setiap Metode Proyeksi Tahun 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Aritmatika 245.123 248.268 251.412 254.556 257.700 260.845 263.989 267.133 270.278 273.422

Geometrik 245.123 248.169 251.253 254.375 257.536 260.736 263.976 267.256 270.577 273.940

r2 r STD

0,660573 0,683897 0,812756 0,826981 5.265,6733 5.168,6393

Metode Proyeksi Regresi Linear Eksponensial Logaritmik 239.713 240.142 236.389 243.385 243.577 245.498 247.058 247.061 250.827 250.731 250.594 254.608 254.403 254.178 257.541 258.076 257.813 259.937 261.748 261.501 261.963 265.421 265.241 263.717 269.093 269.034 265.265 272.766 272.882 266.650 0,826500 0,909120 4.168,3869

0,832364 0,436635 0,912340 0,660784 4.058,3676 6.507,6553

Berdasarkan tabel B.12 maka digunakan metode eksponensial sebagai metode proyeksi penduduk. Hasil proyeksi penduduk setiap metode selama periode perencanaan ditunjukkan oleh gambar B.6 dan tabel B.13.

Gambar B. 6 Proyeksi Penduduk


B ‐ 12


Tabel B. 13 Hasil Proyeksi Penduduk Tahun 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029

Aritmatika Geometrik 245.123 245.123 248.268 248.169 251.412 251.253 254.556 254.375 257.700 257.536 260.845 260.736 263.989 263.976 267.133 267.256 270.278 270.577 273.422 273.940 276.566 277.344 279.711 280.790 282.855 284.279 285.999 287.811 289.144 291.388 292.288 295.009 295.432 298.675 298.576 302.386 301.721 306.143 304.865 309.948 308.009 313.799 311.154 317.698 314.298 321.646 317.442 325.643 320.587 329.689 323.731 333.786 326.875 337.934 330.020 342.133 333.164 346.385 336.308 350.689 339.453 355.047 342.597 359.458 345.741 363.925 348.885 368.447

Metode Proyeksi Regresi Linear Eksponensial Logaritmik 239.713 240.142 236.389 243.385 243.577 245.498 247.058 247.061 250.827 250.731 250.594 254.608 254.403 254.178 257.541 258.076 257.813 259.937 261.748 261.501 261.963 265.421 265.241 263.717 269.093 269.034 265.265 272.766 272.882 266.650 276.439 276.785 267.903 280.111 280.743 269.046 283.784 284.758 270.098 287.456 288.831 271.072 291.129 292.962 271.979 294.801 297.152 272.827 298.474 301.402 273.624 302.147 305.712 274.375 305.819 310.085 275.085 309.492 314.519 275.760 313.164 319.018 276.401 316.837 323.580 277.012 320.509 328.208 277.596 324.182 332.902 278.156 327.855 337.663 278.692 331.527 342.493 279.208 335.200 347.391 279.704 338.872 352.360 280.181 342.545 357.399 280.643 346.217 362.511 281.088 349.890 367.695 281.519 353.563 372.954 281.936 357.235 378.288 282.341 360.908 383.698 282.733


B ‐ 13

LAMPIRAN C PROYEKSI KEBUTUHAN AIR MINUM


C.1 Standar Kebutuhan Air Minum Kebutuhan air minum dihitung dengan mengacu kepada standar kebutuhan air minum yang telah berlaku dan pola penggunaan air di wilayah perencanaan. Berbagai standar kebutuhan air ditunjukkan oleh tabel C.1, C.2 dan C.3. Tabel C. 1 Standar Pemakaian Air Menurut PPSAB, Jawa Barat No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Jenis Pemakaian Sambungan Rumah Hidran Umum Sekolah Kantor Mesjid Langgar Gereja Pura/Vihara Pesantren Rumah Sakit Puskesmas Puskesmas Pembantu BKIA/RS. Bersalin Balai Pengobatan Apotek Bank Warung/Toko Pasar Koperasi Asuransi Terminal Supermarket Restoran Bioskop Gedung Serba Guna Balai Pertemuan Kantor Pos

Satuan L/o/h L/o/h L/murid/h L/peg/h L/unit/h L/unit/h L/unit/h L/unit/h L/unit/h L/tt/h L/unit/h L/unit/h L/unit/h L/unit/h L/unit/h L/unit/h L/unit/h L/unit/h L/unit/h L/unit/h L/unit/h L/unit/h L/kursi/h L/unit/h L/unit/h L/unit/h L/unit/h

Kebutuhan 100-200 30-40 15-30 40-80 800-2000 300-1000 200-600 100-500 5000 200-400 1000-2000 800-1200 600-1000 1000-2000 100 1100-1500 6-12 2500-5000 500-1000 1100 2000-4500 1500-2500 40-140 1000-3000 1000-3000 2000 2000


C ‐ 1


28 Kantor Polisi 29 Hotel/Penginapan No. Jenis Pemakaian 30 Gelanggang Olahraga 31 Kolam Renang 32 Industri Sumber: PPSAB, Jawa Barat

L/unit/h L/tt/h Satuan L/unit/h L/unit/h L/o/h

2000 75-150 Kebutuhan 1200-1600 1000-1300 20-30

Tabel C. 2 Standar Pemakaian Air Menurut PU Cipta Karya No. Jenis Pemakaian 1 Sambungan Rumah 2 Hidran Umum 3 Sekolah 4 Kantor 5 Rumah Sakit 6 Puskesmas 7 Pasar 8 Restoran 9 Hotel/Penginapan Sumber: PU Cipta Karya

Satuan L/o/h L/o/h L/murid/h L/peg/h L/tt/h L/unit/h m³/hektar/h L/kursi/h L/tt/h

Kebutuhan 150 30 10 10 200 2000 12 100 150

Tabel C. 3 Pedoman Perencanaan Jumlah Konsumsi Air (dalam L/orang/hari) Populasi >1.000.000 500.000-1.000.000 100.000-500.000

SR 210 170 150

20.000-100.000 90 <20.000 60 Sumber : Iwaco-Waseco

Domestik HU Rata-rata 30 120 30 100 30 90 30 30

60 45

Non Kehilangan Domestik Air

Ratarata

72 40 27

78 35 29

240 175 146

12 2,5

18 12

90 60

C.2 Kebutuhan Air Minum Domestik Kebutuhan air domestik meliputi kebutuhan air untuk sambungan rumah dan hidran umum. Standar kebutuhan air untuk sambungan rumah dan hidran umum yaitu : • Sambungan Rumah

: 100 - 150 L/orang/hari

• Hidran Umum

: 30 – 50 L/orang/hari


C ‐ 2


Kebutuhan-kebutuhan air tersebut akan diproyeksikan naik untuk tahuntahun ke depan, dikarenakan meningkatnya kebutuhan manusia akan air bersih di masa mendatang. Untuk lebih lengkapnya dapat dilihat pada tabel C.4 dan C.5. Tabel C. 4 Perhitungan Kebutuhan Air Untuk Sambungan Rumah Satuan Jumlah Penduduk Persentase

jiwa %

Jumlah Penduduk SR

jiwa

Kebutuhan Standar

l/o/hr

Jumlah Kebutuhan Air

l/hr

2005

2014

2019

2024

2029

272882

310085

332902

357399

383698

20

50

60

70

80

54576

155042

199741

250179

306959

100

110

120

130

140

5457635

17054655

23968964

32523307

42974205

Sumber : Hasil Perhitungan Tabel C. 5 Perhitungan Kebutuhan Air Untuk Hidran Umum Satuan Jumlah Penduduk Persentase

jiwa %

2005

2014

2019

2024

2029

272882

310085

332902

357399

383698

80

50

40

30

20

Jumlah Penduduk HU

jiwa

218305

155042

133161

107220

76740

Kebutuhan Standar

l/o/hr

30

30

40

40

50

6549162

4651270

5326437

4288788

3836983

Jumlah Kebutuhan Air

l/hr

Sumber : Hasil Perhitungan C.3 Kebutuhan Air Minum Non Domestik Kebutuhan air non domestik meliputi kebutuhan air untuk berbagai fasilitas umum dan sosial yang berada di wilayah perencanaan selama periode perencanaan. C.3.1 Fasilitas Pendidikan Kebutuhan air untuk fasilitas pendidikan ditentukan dengan menggunakan standar kebutuhan setiap tingkat pendidikan, asumsi yang diambil adalah Madrasah menampung ±200 orang, Pondok Pesantren menampung ±70 orang, TK menampung ±70 orang, SD menampung ±240 orang, SMP dan SMU menampung ±360 murid, SMK menampung ±250 orang, Sekolah Akademi menampung ±500 orang. Jadi, standar yang dipakai adalah : • Madrasah

: 15 L/murid/hari

• Pesantren

: 100 L/murid/hari


C ‐ 3


• TK

: 15 L/murid/hari

• SD

: 15 L/murid/hari

• SLTP

: 15 L/murid/hari

• SMU

: 15 L/murid/hari

• Sekolah Akademi

: 15 L/murid/hari

Perhitungan kebutuhan air fasilitas pendidikan ditunjukkan oleh tabel C.6. Tabel C. 6 Perhitungan Kebutuhan Air Untuk Fasilitas Pendidikan Fasilitas Pendidikan

2005 Unit

2014

Keb. Air

Unit

2019

Keb. Air

Unit

2024

Keb. Air

Keb. Air

Unit

2029 Unit

Keb. Air

Madrasah Pondok Pesantren

43

129000

49

146587

52

157374

56

168954

60

181387

19

133000

22

151132

23

162253

25

174193

27

187011

TK

24

25200

27

28636

29

30743

31

33005

34

35434

SD

119

428400

135

486805

145

522627

156

561084

167

602372

SMP

21

113400

24

128860

26

138342

28

148522

30

159451

SMU

6

32400

7

36817

7

39526

8

42435

8

45558

SMK Sekolah Akademi Jumlah Keb. Air (l/hr)

5

18750

6

21306

6

22874

7

24557

7

26364

0

0

1

6986

1

7500

2

15000

2

15000

880150

1007130

1081240

1167751

1252576

Sumber : Hasil Perhitungan C.3.2 Fasilitas Peribadatan Kebutuhan air untuk fasilitas peribadatan ditentukan dengan menggunakan standar kebutuhan setiap tempat peribadatan yaitu : • Mesjid

: 1500 L/unit/hari

• Langgar

: 500 L/unit/hari

• Musholla

: 500 L/unit/hari

• Gereja

: 200 L/unit/hari

• Vihara

150 L/unit/hari

Perhitungan kebutuhan air fasilitas peribadatan ditunjukkan oleh tabel C.7.


C ‐ 4


Tabel C. 7 Perhitungan Kebutuhan Air Untuk Fasilitas Peribadatan Fasilitas Peribadatan

2005 Keb. Unit Air

2014 Keb. Unit Air

2019 Keb. Unit Air

2024 Keb. Unit Air

2029 Keb. Unit Air

Masjid

131

196500

149

223290

160

239720

172

257360

184

276298

Langgar

472

236000

536

268175

576

287908

618

309094

664

331839

Musholla

49

24500

56

27840

60

29889

64

32088

69

34449

Gereja Protestan

4

800

5

909

5

976

5

1048

6

1125

Gereja Katolik Vihara Jumlah Keb. Air (l/hr)

2 2

400 300

2 2

455 341

2 2

488 366

3 3

524 393

3 3

562 422

458500

521009

559347

600507

644696

Sumber : Hasil Perhitungan C.3.3 Fasilitas Kesehatan Kebutuhan air untuk fasilitas kesehatan ditentukan dengan menggunakan standar kebutuhan setiap fasilitas kesehatan yaitu : • Puskesmas

: 1200 L/unit/hari

• Puskesmas Pembantu

: 1000 L/unit/hari

• Rumah sakit

: 30.000 L/unit/hari (dengan asumsi satu rumah sakit memiliki 100 tempat tidur)

• BKIA/RS Bersalin

: 800 L/unit/hari

• Balai Pengobatan

: 1500 L/unit/hari

• Apotek

: 100 L/unit/hari

Perhitungan kebutuhan air fasilitas kesehatan ditunjukkan oleh tabel C.8. Tabel C. 8 Perhitungan Kebutuhan Air Untuk Fasilitas Kesehatan Fasilitas Kesehatan Puskesmas Puskesmas Pembantu

2005 Keb. Unit Air

2014 Keb. Unit Air

2019 Keb. Unit Air

2024 Keb. Unit Air

2029 Keb. Unit Air

7

8400

8

9545

9

10248

9

11002

10

11811

8

8000

9

9091

10

9760

10

10478

11

11249

Rumah sakit Rumah sakit bersalin

4

120000

5

136360

5

146394

5

157167

6

168732

3

2623

4

2981

4

3200

4

3435

5

3688

Balai pengobatan

6

9000

7

10227

7

10980

8

11787

8

12655

Apotek Jumlah Keb. Air (l/hr)

9

902

10

1025

11

1100

12

1181

13

1268

148925

169228

181681

195050

209403

Sumber : Hasil Perhitungan


C ‐ 5


C.3.4 Fasilitas Perdagangan dan Jasa Kebutuhan air untuk fasilitas perdagangan dan jasa ditentukan dengan menggunakan standar kebutuhan setiap fasilitas perdagangan dan jasa yaitu : • Bank

: 1200 L/unit/hari

• Pelayanan Telepon, Pos, dan PLN

: 1000 L/unit/hari

• Kantor Polisi

: 2000 L/unit/hari

• Perkantoran

: 1000 L/unit/hari

• Terminal

: 2000 L/unit/hari

• Stasiun Kereta Api

: 2000 L/unit/hari

• Pasar

: 4000 L/unit/hari

• Restoran

: 10.000 L/unit/hari (dengan asumsi satu restoran memiliki 100 kursi)

• Koperasi

: 1000 L/unit/hari

• Minimarket

: 1000 L/unit/hari

Perhitungan kebutuhan air fasilitas perdagangan dan jasa ditunjukkan oleh tabel C.9.


C ‐ 6


Tabel C. 9 Perhitungan Kebutuhan Air Untuk Fasilitas Perdagangan dan Jasa Fasilitas Perdag&Jasa

2005 Unit

2014

Keb. Air

Unit

2019

Keb. Air

2024

Keb. Air

Unit

Unit

2029

Keb. Air

Unit

Keb. Air

Bank Pelayanan Telepon

5

6000

6

6818

6

7320

7

7858

7

8437

3

3000

3

3409

4

3660

4

3929

4

4218

Pelayanan Pos

2

2000

2

2273

2

2440

3

2619

3

2812

Pelayanan PLN

3

3000

3

3409

4

3660

4

3929

4

4218

Kantor Polisi

2

4000

2

4545

2

4880

3

5239

3

5624

Perkantoran

10

10000

11

11363

12

12200

13

13097

14

14061

Terminal Stasiun kereta api

1

2000

1

2273

1

2440

1

2619

1

2812

1

2000

1

2273

1

2440

1

2619

1

2812

Pasar

3

12000

3

13636

4

14639

4

15717

4

16873

Restoran

8

80000

9

90907

10

97596

10

104778

11

112488

Koperasi

5

5000

6

5682

6

6100

7

6549

7

7030

Minimarket Jumlah Keb. Air (l/hr)

6

6000

7

6818

7

7320

8

7858

8

8437

135000

153405

164693

176812

189823

Sumber : Hasil Perhitungan C.3.5 Fasilitas Umum dan Rekreasi Kebutuhan air untuk fasilitas umum dan rekreasi ditentukan dengan menggunakan standar kebutuhan

setiap fasilitas umum, rekreasi dan

olahraga yaitu : • Kantor Kecamatan

: 1500 L/unit/hari (dengan asumsi tiap kantor

kecamatan

memiliki

30

pegawai) • Kantor Desa

: 750 L/unit/hari (dengan asumsi tiap kantor desa memiliki 15 pegawai)

• Balai Pertemuan

: 2000 L/unit/hari

• Tempat Rekreasi

: 2000 L/unit/hari

• Taman Lingkungan

: 1000 L/unit/hari

• Bioskop

: 1500 L/unit/hari

• Hotel/Penginapan

: 5000 L/unit/hari (dengan asumsi tiap hotel memiliki 40 tempat tidur)

• GOR

: 1500 L/unit/hari


C ‐ 7


• Kolam renang

: 1200 L/unit/hari

Perhitungan kebutuhan air fasilitas umum dan rekreasi ditunjukkan oleh tabel C.10. Tabel C. 10 Perhitungan Kebutuhan Air Untuk Fasilitas Umum dan Rekreasi Fasilitas Umum, Rekreasi, dan Olahraga

Unit

Kantor Kecamatan

3

4500

4

6000

4

6000

4

6000

4

6000

38

28500

43

32386

46

34769

50

37327

53

40074

Balai pertemuan

0

0

1

1863

1

2000

1

2147

1

2305

Tempat rekreasi

1

2000

1

2273

1

2440

1

2619

1

2812

Taman lingkungan

0

0

1

931

1

1000

1

1074

1

1153

Bioskop

0

0

1

1397

1

1500

1

1610

1

1729

Hotel/penginapan

0

0

2

9315

2

10000

2

10736

2

11526

GOR

1

1500

1

1705

1

1830

1

1965

1

2109

Kolam renang Jumlah Keb. Air (l/hr)

0

0

1

1118

1

1200

1

1288

1

1383

Kantor Desa

2005

2014

Keb. Air

Unit

36500

2019

Keb. Air

56987

Unit

Keb. Air

2024 Unit

60738

Keb. Air

2029 Unit

64766

Keb. Air

69091

Sumber : Hasil Perhitungan C.3.6 Fasilitas Kegiatan Industri Kebutuhan air untuk kegiatan industri ditentukan dengan menggunakan standar kebutuhan setiap kegiatan indutri yaitu : • Industri kecil

: 1250 L/unit/hari (dengan asumsi tiap industri kecil memiliki 50 pegawai)

• Industri sedang : 7500 L/unit/hari (dengan asumsi tiap industri sedang memiliki 300 pegawai) • Industri besar

: 18.750 L/unit/hari (dengan asumsi tiap industri besar memiliki 750 pegawai)

Perhitungan kebutuhan air kegiatan industri diberikan oleh tabel C.11.


C ‐ 8


Tabel C. 11 Perhitungan Kebutuhan Air Untuk Kegiatan Industri 2005

Kegiatan Industri

Unit

Industri kecil

2014

Keb. Air

Unit

2019

Keb. Air

Unit

2024

Keb. Air

2029

Keb. Air

Unit

Unit

Keb. Air

12

15000

18

22500

27

33750

30

37500

45

56250

Industri sedang

0

0

5

37500

10

75000

15

112500

20

150000

Industri besar Jumlah Keb. Air (l/hr)

0

0

1

17465

1

18750

2

37500

2

37500

15000

77465

127500

187500

243750

Sumber : Hasil Perhitungan C.3.7 Rekapitulasi Kebutuhan Air Minum Non Domestik Jumlah dari kebutuhan air non domestik selama periode perencanaan dapat diketahui pada tabel C.12. Tabel C. 12 Rekapitulasi Kebutuhan Air Minum Non Domestik Jenis

Kebutuhan Air (liter/hari) 2005

2014

2019

2024

2029

Fasilitas Pendidikan

880150

1007130

1081240

1167751

1252576

Fasilitas Peribadatan

458500

521009

559347

600507

644696

Fasilitas Kesehatan

148925

169228

181681

195050

209403

Fasilitas Perdag&Jasa

135000

153405

164693

176812

189823

Fasilitas Umum, Rekreasi, dan Olahraga

36500

56987

60738

64766

69091

Fasilitas Kegiatan Industri

15000

77465

127500

187500

243750

1674075

1985223

2175200

2392387

2609338

19

23

25

28

30

Total Kebutuhan Air Total Kebutuhan Air (L/det)

Sumber : Hasil Perhitungan


C ‐ 9

LAMPIRAN D PERHITUNGAN KEBUTUHAN BAHAN KIMIA

LAMPIRAN D PERHITUNGAN KEBUTUHAN BAHAN KIMIA Lampiran ini menguraikan perhitungan kebutuhan bahan kimia pada masingmasing unit pengolahan air minum yang memerlukan penambahan bahan kimia, serta memperhitungkan pula pengaruh yang diberikan oleh penambahan zat kimia tersebut terhadap korosifitas air melalui perhitungan dengan menggunakan Langelier Index. D.1. Kondisi Air Baku Kondisi air baku yang berasal dari Saluran Induk Bugis Sektor Anjatan ( dengan pengambilan sampling pada tanggal 23 Agustus 2007), berdasarkan hasil pemeriksaan lab adalah sebagai berikut : Suhu

= 25°C

pH

= 7,47

CO2

= 4,27 mg/L

= 9,7 x 10-5 mol/L

HCO3-

= 60,57 mg/L

= 9,93 x 10-4 mol/L

Ca2+

= 11,25 mg/L

= 2,81 x 10-4 mol/L

Kesadahan = 41,77 mg/L CaCO3 = 4,18 x 10-4 mol/L Berdasarkan Fair, Geyer, dan Okun (1968) konstanta Langelier Index untuk air pada suhu 25 °C adalah sebagai berikut : K1 (25°C) = 4,466 x 10-7

maka pK1 = 6,35

K2 (25°C) = 4,4667 x 10-11 maka pK2 = 10,35 KS (25°C) = 4,571 x 10-9

maka pKS = 8,34

Perhitungan Langelier Index pH

= 7,47

μ

= 4H − T = (4 ⋅ 4,18 × 10 −4 ) − 9,93 × 10 −4 = 6,79 × 10 − 4


D ‐ 1


pK1’ = pK 1 −

= 6,35 −

μ 0,5 1 + 1,4 μ 0,5

(6,79 × 10 ) 1 + 1,4(6,79 × 10 ) −4 0 , 5

− 4 0,5

= 6,35 − 0,02 = 6,33 K1’

= 10 −6,33 = 4,73 × 10 −7

pK2

’

2 μ 0,5 = pK 2 − 1 + 1,4 μ 0,5

(

)

0,5

2 6,79 × 10 −4

= 10,35 −

(

)

0,5

1 + 1,4 6,79 × 10 − 4 = 10,35 − 0,05 = 10,30 pKs’ = pK S −

4 μ 0,5 1 + 3,9 μ 0,5

(

4 6,79 × 10 −4

= 8,34 −

(

)

0,5

1 + 3,9 6,79 × 10 − 4 = 8,34 − 0,09

)

0 ,5

= 8,25

(

pCa2+ = − log 2,81 × 10 −4

)

= 3,55

(

pHCO3- = − log 9,93 × 10 −4

)

= 3,00 pHs

= pK 2' + pCa 2+ + pHCO3− − pK s'

= 10,30 + 3,55 + 3,00 − 8,25 = 8,60


D ‐ 2


LI

= pH − pH s = 7,47 − 8,60 = −1,13

LI

< 0 → Air bersifat agresif

D.2. Kondisi Air Setelah Proses Koagulasi

Proses koagulasi ini bertujuan untuk menghilangkan partikel-partikel koloid yang terdapat di dalam air. Proses koagulasi dilakukan dengan pembubuhan Alumunium Sulfat (alum) ke dalam air baku sesuai dengan persamaan reaksi berikut ini :

Al 2 ( SO4 ) 3 ⋅ 18H 2 O + 6 HCO3− → 2 Al (OH ) 3 + 18H 2 O + 3SO42− + 6CO2 Berdasarkan persamaan di atas dapat diketahui bahwa setiap 1 mol alum yang digunakan akan mengurangi 6 mol HCO3- dari dalam air baku serta membentuk 6 mol CO2. Dosis alum yang dibubuhkan ke dalam air baku diperoleh berdasarkan hasil jar test yang dilakukan di laboratorium Berdasarkan hasil percobaan tersebut kebutuhan alum untuk proses ini adalah sebagai berikut : Kebutuhan Alum (1 ml = 10 mg), ml Alum = 3 ml/L Kebutuhan Alum, mg Alum

= 30 mg/L

Kebutuhan Alum, mol Alum

= 8,77 × 10 −5 mol/L

Sehingga dengan penambahan alum tersebut akan terjadi perubahan dalam kandungan air sebagai berikut : Pengurangan

HCO3-,

mol HCO3

-

8,77 × 10 −5 = ×6 1 = 5,26 × 10 −4 mol/L

Penambahan CO2, mol CO2

=

8,77 × 10 −5 ×6 1

= 5,26 × 10 −4 mol/L


D ‐ 3


Kondisi air baku setelah proses koagulasi oleh alum dilakukan adalah sebagai berikut : Suhu

= 25 °C

CO2

= 9,7 × 10 −5 + 5,26 × 10 −4 = 6,23 × 10 −4 mol/L = 27,41 mg/L

HCO3-

= 9,93 × 10 −4 − 5,26 × 10 −4 = 4,67 × 10 −4 mol/L = 28,49 mg/L

Ca2+

= 2,81 × 10 −4 mol/L

= 11,25 mg/L Kesadahan Total

= 4,18 × 10 −4 mol/L CaCO3 = 41,77 mg/L

Perhitungan Langelier Index μ

= 4H − T = 4 ⋅ 4,18 × 10 −4 − 4,67 × 10 −4 = 1,21 × 10 −3

pK1’ = pK1 −

= 6,35 −

μ 0,5 1 + 1,4 μ 0,5

(1,21× 10 ) 1 + 1,4(1,21 × 10 ) −3 0 , 5

−3 0 ,5

= 6,35 − 0,03 = 6,32 K1’

= 10 −6,32 = 4,79 × 10 −7


D ‐ 4


pK2’ = pK 2 −

2μ 0,5 1 + 1,4 μ 0,5

(

)

0,5

2 1,21 × 10 −3

= 10,35 −

(

)

0,5

1 + 1,4 1,21 × 10 −3 = 10,35 − 0,07 = 10,28

pKs’ = pK s −

4 μ 0 ,5 1 + 3,9μ 0,5

(

4 1,21 × 10 −3

= 8,34 −

(

)

0,5

1 + 3,9 1,21 × 10 −3 = 8,34 − 0,12

)

0 ,5

= 8,22

(

pCa2+ = − log 2,81 × 10 −4

)

= 3,55

(

pHCO3 = − log 4,67 × 10 −4

)

= 3,33 pHs

= pK 2' + pCa 2+ + pHCO3− − pK s' = 10,28 + 3,55 + 3,33 − 8,22 = 8,94

pH

⎡ CO2 ⎤ = − log ⎢ K 1' − ⎥ ⎣ HCO3 ⎦ ⎡ 6,23 × 10 −4 ⎤ = − log ⎢4,79 × 10 −7 ⎥ 4,67 × 10 − 4 ⎦ ⎣ = 6,19

LI

= pH − pH s = 6,19 − 8,94 = −2,75

LI



D ‐ 5


D.3. Kondisi Air Setelah Proses Desinfeksi Proses desinfeksi ini bertujuan untuk menghilangkan mikroorganisme patogen yang terdapat di dalam air. Proses desinfeksi dilakukan dengan pembubuhan kaporit atau kalsium hipoklorit seperti ke dalam air baku sesuai dengan persamaan reaksi berikut ini : Ca (OCl ) 2 + H 2 O → Ca (OH ) 2 + 2 HOCl 2 HOCl → 2 H + + 2OCl − 2 H + + 2 HCO3− → 2 H 2 CO3

Ca (OCl ) 2 + 2 H 2 O + 2 HCO3 → Ca (OH ) 2 + 2OCl − + 2 H 2 CO3 Berdasarkan persamaan di atas dapat diketahui bahwa setiap pembubuhan 1 mol kaporit akan terjadi pengurangan 2 mol HCO3- dari dalam air baku serta membentuk 1 mol Ca2+. Dosis kaporit yang dibubuhkan ke dalam air baku diperoleh berdasarkan hasil percobaan break point chlorination yang dilakukan di laboratorium dengan persentase kandungan klor (Cl2) dalam kaporit tersebut sebesar 52%. Berdasarkan hasil percobaan kebutuhan kaporit untuk proses ini adalah sebagai berikut :

DPC, mg klor

= 2,52 mg/L

Sisa Klor, mg klor

= 0,5 mg/L

Dosis Klor (52%)

= DPC + Sisa Klor = 2,52 + 0,5 = 3,02 mg/L

Dosis Kaporit (100%)

= 5,81 mg/L = 4,06 × 10 −5 mol/L

Sehingga dengan penambahan kaporit tersebut akan terjadi perubahan dalam kandungan air sebagai berikut :

Pengurangan HCO3-, mol HCO3-

=

4,06 × 10 −5 ×2 1

= 8,12 × 10 −5 mol/L


D ‐ 6


Penambahan Ca2+, mol Ca2+

=

4,06 × 10 −5 ×1 1

= 4,06 × 10 −5 mol/L Kondisi air baku setelah proses desinfeksi oleh kaporit dilakukan adalah sebagai berikut :

Suhu

= 25 °C = 6,23 × 10 −4 mol/L

CO2

= 27,41 mg/L

HCO3-

= 4,67 × 10 −4 − 8,12 × 10 −5 = 3,86 × 10 −4 mol/L = 23,55 mg/L

Ca2+

= 2,81 × 10 −4 + 4,06 × 10 −5 = 3,22 × 10 −4 mol/L = 12,88 mg/L

Kesadahan Total

= 4,18 × 10 −4 + 4,06 × 10 −5 = 4,59 × 10 −4 mol/L CaCO3 = 45,86 mg/L


= 4H − T = 4 ⋅ 4,59 × 10 −4 − 3,86 × 10 −4 = 1,45 × 10 −3

pK1’ = pK 1 − = 6,35 −

μ 0,5 1 + 1,4 μ 0,5

(1,45 × 10 ) 1 + 1,4(1,45 × 10 ) −3 0 , 5

−3 0 ,5

= 6,35 − 0,04 = 6,31


D ‐ 7


K1’

= 10 −6,31 = 4,9 × 10 −7

pK2’ = pK 2 −

2μ 0,5 1 + 1,4 μ 0,5

(

)

0,5

2 1,45 × 10 −3

= 10,35 −

(

)

0,5

1 + 1,4 1,45 × 10 −3 = 10,35 − 0,07 = 10,28

pKs’ = pK s −

4 μ 0 ,5 1 + 3,9μ 0,5

(

4 1,45 × 10 −3

= 8,34 −

(

)

0 ,5

1 + 3,9 1,45 × 10 −3 = 8,34 − 0,13

)

0,5

= 8,21

(

pCa2+ = − log 3,22 × 10 −4

)

= 3,49

(

pHCO3 = − log 3,86 × 10 −4

)

= 3,41

pHs

= pK 2' + pCa 2+ + pHCO3− − pK s' = 10,28 + 3,49 + 3,41 − 8,21 = 8,97

pH

⎡ CO2 ⎤ = − log ⎢ K 1' − ⎥ ⎣ HCO3 ⎦ ⎡ 6,23 × 10 −4 ⎤ = − log ⎢4,9 × 10 −7 ⎥ 3,86 × 10 − 4 ⎦ ⎣ = 6,10


D ‐ 8


LI

= pH − pH s = 6,10 − 8,97 = −2,87

LI


D.4. Proses Netralisasi Proses netralisasi ini bertujuan untuk menetralkan kondisi air dan mengurangi kadar CO2 agresif yang terdapat di dalam air, sehingga air tidak memiliki sifat korosif. Hal tersebut dapat dicapai ketika nilai Langelier Index mendekati 0. Proses netralisasi dilakukan dengan pembubuhan kapur (CaO) ke dalam air baku sesuai dengan persamaan reaksi berikut ini : CaO + H 2 O → Ca ( OH ) 2 Ca ( OH ) 2 → Ca 2 OH

−

+ 2 CO

2

2+

+ 2 OH

→ 2 HCO

CaO + H 2 O + 2 CO 2 → Ca

2+

− −

3

+ 2 HCO

− 3

Berdasarkan persamaan di atas dapat diketahui bahwa setiap pembubuhan 1 mol kapur akan terjadi pengurangan 2 mol CO2 serta membentuk 2 mol HCO3- dan 1 mol Ca2+. Kondisi air baku sebelum proses netralisasi (setelah desinfeksi) dilakukan adalah sebagai berikut :

Suhu

= 25 °C

CO2

= 6,23 × 10 −4 mol/L

= 27,41 mg/L

HCO3-

= 3,86 × 10 −4 mol/L

= 23,55 mg/L

Ca2+

= 3,22 × 10 −4 mol/L

= 12,88 mg/L

Kesadahan Total

= 4,59 × 10 −4 mol/L CaCO3 = 45,86 mg/L

pK1’

= 6,31

; K1’ = 4,9 × 10 −7

pK2’

= 10,28

; K2’ = 5,23 × 10 −11

pKs’

= 8,21

; Ks ’

= 6,17 × 10 −9


D ‐ 9


Dosis kapur yang dibubuhkan ke dalam air baku diperoleh berdasarkan persamaan berikut ini : Jika menginginkan nilai LI = 0, maka : pH = pH s ⎡ CO2 ⎤ − log ⎢ K 1' = pK 2' + pCa 2+ + pHCO3− − pK s' − ⎥ ⎣ HCO3 ⎦ CO2 pK 1' − log = pK 2' + pCa 2+ + pHCO3− − pK s' HCO3−

(

− log K 1' + log K 2' − log K s' = log CO2 − log HCO3− log

)

2

− log Ca 2+

K 2' CO2 = log ' ' 2 K1 ⋅ K s HCO3− ⋅ Ca 2+

(

' 2

)

K CO2 = ' ' 2 K1 ⋅ K s HCO3− ⋅ Ca 2+

(

)

Jika dosis kapur yang diberikan sebesar X mol/L, maka

K 2' CO2 = ' ' 2 K1 ⋅ K s HCO3− ⋅ Ca 2+

(

)

CO2 awal − 2 x K = 2 ' ' − K1 ⋅ K s HCO3awal + 2 x ⋅ Ca 2+ awal + x ' 2

(

) (

)

5,23 × 10 −11 6,23 × 10 − 4 − 2 x = 2 4,9 × 10 −7 ⋅ 6,17 × 10 −9 3,86 × 10 − 4 + 2 x ⋅ 3,22 × 10 − 4 + x

(

) (

69.200 x + 48,99 x + 2,011x − 6,22 × 10 3

2

−4

)

=0

Dengan cara trial n error, diperoleh dosis kapur sebesar : Mol CaO

= X = 3,061 x 10-4 mol/L

Mg CaO = 17,14 mg/L ≈ 17 mg/L Sehingga dengan penambahan kapur tersebut akan terjadi perubahan dalam kandungan air sebagai berikut : Pengurangan CO2, mol CO2

=

3,061 × 10 −4 ×2 1

= 6,122 × 10 −4 mol/L


D ‐ 10


Penambahan HCO3-, mol HCO3-

=

3,061 × 10 −4 ×2 1

= 6,122 × 10 −4 mol/L Penambahan Ca2+, mol Ca2+

=

3,061 × 10 −4 ×1 1

= 3,061× 10 −4 mol/L Kondisi air baku setelah proses netralisasi menggunakan kapur adalah sebagai berikut : Suhu

= 25 °C

CO2

= 6,23 × 10 −4 − 6,122 × 10 −4 = 1,08 × 10 −5 mol/L = 0,475 mg/L

HCO3-

= 3,86 × 10 −4 + 6,122 × 10 −4 = 9,98 × 10 −4 mol/L = 60,89 mg/L

Ca2+

= 3,22 × 10 −4 + 3,061 × 10 −4 = 6,28 × 10 −4 mol/L = 25,12 mg/L

Kesadahan Total

= 4,59 × 10 −4 + 3,061 × 10 −4 = 7,65 × 10 −4 mol/L CaCO3 = 76,51 mg/L


= 4H − T = 4 ⋅ 7,65 × 10 −4 − 9,98 × 10 −4 = 2,062 × 10 −3


D ‐ 11


pK1’ = pK 1 −

= 6,35 −

μ 0,5 1 + 1,4 μ 0,5

(2,062 × 10 ) 1 + 1,4(2,062 × 10 ) −3 0 , 5

−3 0 ,5

= 6,35 − 0,043 = 6,307 K1’

= 10 −6,307 = 4,93 × 10 −7

pK2

’

2μ 0,5 = pK 2 − 1 + 1,4 μ 0,5

(

)

0,5

2 2,062 × 10 −3

= 10,35 −

(

)

0,5

1 + 1,4 2,062 × 10 −3 = 10,35 − 0,085 = 10,265 pKs’ = pK s −

4 μ 0,5 1 + 3,9 μ 0,5

(

4 2,062 × 10 −3

= 8,34 −

(

)

0 ,5

1 + 3,9 2,062 × 10 −3 = 8,34 − 0,154

)

0,5

= 8,186

(

pCa2+ = − log 6,28 × 10 −4

)

= 3,20

(

pHCO3 = − log 9,98 × 10 −4

)

= 3,00 pHs

= pK 2' + pCa 2+ + pHCO3− − pK s' = 10,265 + 3,20 + 3,00 − 8,186 = 8,279


D ‐ 12


pH

⎡ CO2 ⎤ = − log ⎢ K 1' − ⎥ ⎣ HCO3 ⎦

⎡ 1,08 × 10 −5 ⎤ = − log ⎢4,93 × 10 −7 ⎥ 9,98 × 10 − 4 ⎦ ⎣ = 8,273 LI

= pH − pH s = 8,273 − 8,279 = −0.006 ≅ 0

Berdasarkan perhitungan Langelier Index dapat dilihat bahwa kondisi air baku setelah pembubuhan kapur dengan dosis 3,061 x 10-4 mol/L (17 mg/L) memiliki nilai Langelier Index hampir mendekati nol. Sehingga, air baku tidak bersifat korosif lagi.


D ‐ 13

LAMPIRAN E HASIL PERCOBAAN LABORATORIUM


E.1. Jar test Percobaan Jar test dilakukan untuk mengetahui dosis koagulan yang optimal untuk digunakan pada pengolahan air. E.1.1. Prinsip Percobaan Kekeruhan dalam air disebabkan oleh zat-zat tersuspensi dalam bentuk lumpur kasar, lumpur halus dan koloid. Permukaan koloid bermuatan listrik sehingga koloid dalam keadaan stabil, akibatnya koloid akan sulit mengendap. Senyawa koagulan berkemampuan mendestabilisasi koloid (menetralkan muatan listrik pada permukaan koloid) sehingga koloid dapat bergabung satu sama lain membentuk flok dengan ukuran lebih besar sehingga dapat mengendap. E.1.2. Alat dan Bahan Larutan alum (1 ml = 10 mg)

Pipet 1 ml

Sampel air

pH meter

Alat Jar test

Turbidimeter

Gelas kimia ukuran 0,5 liter 6 buah E.1.3. Cara Kerja Menyiapkan 6 buah gelas kimia 0,5 liter, diisi dengan 500 ml sampel air. Menambahkan larutan alum secara bertingkat mulai dari 0,25 ml; 0,5 ml; 0,75 ml; 1 ml; 1,25 ml; 1,5 ml; disusul dengan larutan sebanyak 1,75 ml; 2 ml; dan 2,5 ml. Mengocok sampel air dengan kecepatan 100 rpm selama 1 menit dan 60 rpm selama 10 menit. Membiarkan flok mengendap. Memeriksa kekeruhan dan pH pada supernatan.


E ‐ 1


E.1.4. Hasil Percobaan Tabel E. 1 Data Hasil Percobaan Jar Test Tabung 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Dosis Koagulan (mg/l) 5 10 15 20 25 30 35 40 50

Kekeruhan (NTU)

pH

12 5,9 4,7 3,1 2,5 1,6 1,6 2,1 2,3

7,32 7,2 7,12 7,01 6,91 6,98 6,78 6,77 6,67

Gambar E. 1 Grafik Hubungan Antara Dosis Koagulan dengan Kekeruhan Dari hasil percobaan yang diperoleh maka ditetapkan dosis koagulan sebesar 30 mg/l.


E ‐ 2


E.2.

Daya Pengikat Chlor Percobaan DPC (Daya Pengikat Chlor) dilakukan untuk menentukan dosis desinfektan yang akan dibubuhkan pada proses pengolahan air.

E.2.1. Prinsip Percobaan DPC adalah jumlah senyawa chlor yang dibutuhkan air untuk proses desinfeksi (membunuh bakteri). Daya pengikat chlor ditentukan berdasarkan selisih antara klor yang yang dibubuhkan dengan sisa klor setelah kontak selama 30 menit. Pengukuran sisa klor dilakukan dengan menggunakan alat komparator. Klor dalam air dengan ortholidin akan membentuk senyawa kompleks berwarna kuning. Warna kuning yang terjadi dibandingkan dengan warna standar. E.2.2. Alat dan Bahan Sampel air

Pipet 2 buah @1 ml

Larutan kaporit (1 ml = 1 mg)

Tabung komparator

Larutan orthotolidin

Alat komparator

Labu erlenmeyer 10 buah @ 50 ml E.2.3. Cara Kerja Siapkan 10 buah labu erlenmeyer 50 ml, masing-masing diisi dengan 50 ml sampel air yang telah memenuhi persyaratan secara fisik dan kimia. Terhadap erlenmeyer tersebut ditambahkan larutan kaporit (1 ml = 1 mg) masing-masing sebesar 0,05 ml, 0,1 ml, 0,15 ml, 0,2 ml, 0,25 ml, 0,3 ml, 0,35 ml, 0,4 ml, 0,45 ml, dan 0,5 ml. Kocok dan simpan di tempat gelap selama 30 menit. Tentukan sisa klor tiap labu dengan menggunakan metode pengukuran klor berikut : − Masukkan 10 ml sampel air ke dalam tabung komparator. − Tambahkan 20 tetes (1 ml) larutan orthotolidin. − Kocok dan masukkan ke dalam alat komparator. − Putar piringan komparator sampai mendapatkan warna kuning yang sesuai dengan warna dalam sampel air. − Pembacaan konsentrasi klor dapat dibaca langsung pada alat komparator tersebut. PERENCANAAN PENGEMBANGAN IPAM PDAM TIRTA DARMA AYU KAB.INDRAMAYU JAWA BARAT

E ‐ 3


E.2.4. Hasil Percobaan Tabel E. 2 Data Hasil Percobaan DPC Tabung

Dosis Kaporit (mg/l)

Sisa klor (mg/l)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5

0,15 0,2 0,5 0,6 0,7 0,6 2,5 2,5 3,5 4

Gambar E. 2 Grafik Hubungan Antara Dosis Kaporit dengan Sisa Klor

Untuk menghitung DPC digunakan rumus berikut : ⎛ 1000 ⎞ DPC = ⎜⎜ xkaporit (ml ) x1x%Cl 2 ⎟⎟ − sisaklor ⎝ sampel (ml ) ⎠


E ‐ 4


Data Percobaan Sampel air = 50 ml Dosis kaporit = 0,3 ml (berdasarkan grafik DPC) %Cl2 = 52 % Sisa klor = 0,6 mg/l (untuk dosis kaporit 0,3 ml) Perhitungan DPC

⎛ 1000 ⎞ DPC = ⎜ x0,3mlx1x0,52 ⎟ − 0,6 = 2,52mg / l ⎝ 50ml ⎠ Dari hasil percobaan yang diperoleh maka ditetapkan daya pengikat chlor (DPC) sampel air sebesar 2,52 mg/l.


E ‐ 5

LAMPIRAN F PERHITUNGAN UNIT PENGOLAHAN AIR MINUM

LAMPIRAN F PERHITUNGAN UNIT PENGOLAHAN AIR MINUM Lampiran ini menguraikan perhitungan detail tiap unit pengolahan dalam perencanaan instalasi pengolahan air minum F.1. Intake Pada perencanaan ini akan dibuat empat buah intake. Masing-masing intake akan dilengkapi oleh :

Bar Screen

Bak Pengumpul

Saluran Intake

Sistem Transmisi

Pintu Air Bar Screen

Pintu Air

α

Dasar Saluran P1

P2

P3

Bak Pengumpul

Gambar F. 1 Skema Intake F.1.1. Bar Screen b w

Batang Barscreen

Gambar F. 2 Batang Barscreen


F ‐ 1


Kriteria Desain : Jarak antar batang,

b = 1″ - 2″

Tebal batang,

w = 0,8″ - 1,0″

Kecepatan aliran saat melalui batang,

v = 0,3 – 0,75 m/s

Kemiringan batang dari horizontal,

θ

Headloss maksimum,

hL = 6″

= 30˚ - 60˚

Data Perencanaan : Debit perencanaan, Q = 0,6 m3/s Jumlah bar screen, n = 4 buah Jarak antar batang, b = 1″ = 2,54 cm Tebal batang, w = 0, 8″ = 2,032 cm Kecepatan aliran saat melalui batang, V = 0,3 m/s Kemiringan batang, θ = 60° Batang berbentuk bulat dengan faktor Kirschmer, β = 1,79 Perbandingan lebar dan kedalaman saluran, L : h = 2 : 1 Perhitungan : Kapasitas tiap intake, q : q=

Q 0,6m 3 / s = = 0,15m 3 / s 4 4

Luas penampang saluran, A : A=

q 0,15m 3 / s = = 0,5m 2 V 0,3m / s

Dimensi saluran Kedalaman saluran, h : L = 2h A = 2h 2 h=

A = 2

0,5m 2 = 0,5m 2

Lebar saluran, L :

L = 2h L = 2 × 0,5 = 1m Panjang saluran untuk kisi, p = 1 m PERENCANAAN PENGEMBANGAN IPAM PDAM TIRTA DARMA AYU KAB.INDRAMAYU JAWA BARAT

F ‐ 2


Freeboard, f : f = p × tan θ − h f = 1m × tan 60° − 0,5m = 1,23m Jumlah batang, n :

L = n ⋅ w + (n + 1) ⋅ b 100 = n ⋅ 2,032 + (n + 1) ⋅ 2,54 4,572n = 97,46 n = 21,32 ≈ 21 Jumlah bukaan, s : s = n + 1 = 21 + 1 = 22

Lebar bukaan koreksi, b :

L = n ⋅ w + (n + 1) ⋅ b 100 = 21 ⋅ 2,032 + (21 + 1) ⋅ b 22b = 57,328 b = 2,61cm ≈ 2,6cm Luas bukaan, Ab :

Ab = (n + 1) ⋅ b ⋅

h sin θ

Ab = (21 + 1) ⋅ 0,026 ×

0,5 = 0,32m 2 sin 60°

Kecepatan melalui batang, vb :

vb =

q 0,15m 3 / s = = 0,46m / s Ab 0,32m 2

Head kecepatan melalui batang, hv : 2

hv =

vb (0,46m / s ) 2 = = 1,1× 10 − 2 m = 1,1cm 2 g 2 ⋅ 9,81m / s 2

Kehilangan tekan melalui batang, HL : 4

⎛ w⎞3 H L = β ⋅ ⎜ ⎟ ⋅ hv ⋅ sin θ ⎝b⎠ 4

⎛ 2,032cm ⎞ 3 H L = 1,79 ⋅ ⎜ ⎟ ⋅ 1,05cm ⋅ sin 60° ⎝ 2,61cm ⎠ H L = 1,27cm ≈ 1cm → OK


F ‐ 3


Tinggi muka air setelah batang, Y’ : Y'= Y − H L Y ' = 0,5m − 0,01m Y ' = 0,49m = 49cm

F.1.2. Saluran Intake Kriteria Desain : v = 0,6 – 1,5 m/s, hal ini untuk mencegah sedimentasi pada saluran intake.

Kecepatan aliran pada kedalaman minimum harus lebih besar dari 0,6 m/s.

Kecepatan aliran pada kedalaman maksimum harus lebih kecil dari 1,5 m/s.

Data Perencanaan : Debit perencanaan tiap saluran, q = 0,15 m3/s Saluran terbuat dari beton dengan bentuk persegi memiliki koefisien kekasaran Manning, n = 0,013.

Panjang saluran intake, p = 3 m. Saluran ini terdiri dari beberapa bagian, yaitu : − Panjang antara mulut saluran dengan barscreen, p1 = 0,5 m − Panjang antara barscreen dengan pintu air, p2 = 1,5 m − Panjang antara pintu air dengan bak pengumpul, p3 = 1 m

Tinggi muka air di dalam saluran pada beberapa kondisi : − Ymin = 0,3 m − Ymaks = 1 m − Yave = 0,5 m

Perhitungan : Jari-jari hidrolis : Jari-jari hidrolis saat Ymin, Rmin : Rmin =

Ymin × L 0,3m × 1m = = 0,1875m (2 × Ymin ) + L (2 × 0,3m) + 1m


F ‐ 4


Jari-jari hidrolis saat Yave, Rave : Rave =

Yave × L 0,5m × 1m = = 0,25m (2 × Yave ) + L (2 × 0,5m) + 1m

Jari-jari hidrolis saat Ymax, Rmax : Rmax =

Ymax × L 1m × 1m = = 0,33m (2 × Ymax ) + L (2 × 1m) + 1m

Kemiringan saluran, S : Agar kecepatan aliran di atas 0,6 m/s, maka kemiringan saluran minimum harus dapat menyebabkan kecepatan aliran pada saat kedalaman air minimum lebih besar dari 0,6 m/s, sehingga : ⎛ v ⋅n S = ⎜ min 2 / 3 ⎜R ⎝ min

2

2

⎞ ⎛ ⎞ ⎟ = ⎜ 0,6m / s ⋅ 0,013 ⎟ = 5,67 ×10 − 4 ⎜ (0,1875m) 2 / 3 ⎟ ⎟ ⎝ ⎠ ⎠

Kontrol aliran : Kecepatan saat Ymaks, vmaks :

(

)

(

)

1/ 2 1 1 2/3 vmaks = ⋅ R2 / 3 ⋅ S1 / 2 = ⋅ (0,33m) ⋅ 5,67 ×10−4 = 0,881m / s → OK n 0,013

Kecepatan saat Yave, vave : 1/ 2 1 1 2/3 vave = ⋅ R2 / 3 ⋅ S1 / 2 = ⋅ (0,25m) ⋅ 5,67 ×10−4 = 0,727m / s → OK n 0,013

Kecepatan saat Ymin, vmin : vmin =

(

)

1/ 2 1 2 / 3 1/ 2 1 2/3 ⋅R ⋅S = ⋅ (0,1875m) ⋅ 5,67 ×10− 4 = 0,6m / s → OK n 0,013

Kehilangan tekan antara mulut saluran dan bar screen, Hp1 : Hp1 = S × p1 = 5,67 × 10 −4 × 0,5m Hp1 = 2,835 × 10 − 4 m = 0,028cm ≈ 0,03cm

Kehilangan tekan antara bar screen dan pintu air, Hp2 : Hp 2 = S × p 2 = 5,67 × 10 −4 × 1,5m Hp 2 = 8,5 × 10 − 4 m = 0,085cm ≈ 0,09cm

Kehilangan tekan pada saluran setelah pintu air, Hp3 :

Hp3 = S × p3 = 5,67 × 10 −4 × 1m Hp3 = 5,67 × 10 − 4 m = 0,057cm ≈ 0,06cm


F ‐ 5


F.1.3. Pintu Air Kriteria Desain : Lebar pintu air,

Lp < 3 m

Kecepatan aliran,

Vp < 1 m/s

Data Perencanaan : Debit perencanaan, q = 0,15 m3/s Lebar pintu air, Lp = 1 m Kecepatan aliran, Vp = 0,5 m/s Perhitungan : Tinggi bukaan pintu air, hf :

hf =

Q 0,15m 3 / s = = 0,3m v p ⋅ L p 0,5m / s ⋅1m

Kehilangan tekan, HL : HL =

Q 2,746 ⋅ h f

2/3

⋅ Lp

=

0,15m 3 / s = 0,122m = 12,2cm 2,746 ⋅ (0,3m) 2 / 3 ⋅ 1m

F.1.4. Bak Pengumpul Kriteria Desain : Jumlah bak minimal 2 buah (untuk mempermudah pemeliharaan dan

perawatan). Waktu tinggal di dalam bak pengumpul maksimal 20 menit. Dasar bak pengumpul minimum 1 meter di bawah dasar sungai atau

1,52 meter di bawah tinggi muka air minimum. Dinding saluran dibuat kedap air dan konstruksinya terbuat dari

beton bertulang dengan ketebalan minimum 20 cm. Data Perencanaan : Jumlah bak, n = 2 Debit perencanaan, Q = 0,6 m3/s Waktu detensi, td = 1,5 menit = 90 s Elevasi muka sungai pada berbagai kondisi :

- Hmaks : +3,0 m PERENCANAAN PENGEMBANGAN IPAM PDAM TIRTA DARMA AYU KAB.INDRAMAYU JAWA BARAT

F ‐ 6


- Have

: +2,5 m

- Hmin

: +2,3 m

Elevasi muka tanah : +3,5 m Dasar bak ditetapkan 1,5 m di bawah LWL Perbandingan panjang dan lebar, p : l = 1 : 1 Perhitungan : Debit tiap bak, q :

q=

Q 0,6m 3 / s = = 0,3m 3 / s 2 2

Volume tiap bak, V :

V = Q × t d = 0,3m 3 / s × 90s = 27m 3 Elevasi dasar bak, Edb :

E db = LWL − 1.5m = +2,3m − 1,5m = +0,8m Kedalaman efektif, h :

h = H maks − E db = 3,0m − 0,8m = 2,2m Luas permukaan bak, As : V 27 m 3 As = = = 12,27 m 2 h 2,2m

Dimensi bak :

- Panjang, p : p=

A = 12,27m 2 = 3,50m ≈ 3,5m

- Lebar, L : L = p = 3,5m - Freeboard = 1 m Kedua bak akan dibangun berdampingan dan memiliki dinding

pemisah setebal 10 cm, hal ini dilakukan untuk mengurangi biaya konstruksi. Pengurasan bak dilakukan dengan menggunakan pompa yang

memiliki head 10 m. Pipa penguras berukuran 6 inchi. Dari bak pengumpul air baku disalurkan ke lokasi pengolahan

melalui sistem transmisi. PERENCANAAN PENGEMBANGAN IPAM PDAM TIRTA DARMA AYU KAB.INDRAMAYU JAWA BARAT

F ‐ 7


F.1.5. Sistem Transmisi

Sistem transmisi pada perencanaan ini terdiri dari dua bagian, yaitu : − Pompa transmisi − Pipa transmisi.

IPAM

Pompa

Intake

Gambar F. 3 Skema Sistem Transmisi F.1.5.1. Pipa Transmisi Pipa transmisi digunakan untuk mengalirkan air dari bak pengumpul ke

bak penenang di lokasi instalasi pengolahan air minum. Kriteria Desain : Kecepatan aliran melalui pipa transmisi (v) = 0,6 – 3,6 m/s Kapasitas pipa transmisi adalah kapasitas maksimum satu hari

(Qm). Data Perencanaan : Kapasitas pipa transmisi (Qm) = 600 L/s ~ 0,6 m3/s Kecepatan aliran melalui pipa (v) = 2 m/det Jenis pipa yang digunakan adalah pipa besi dengan nilai koefisien

Hazen William (C) = 110 Setelah memasuki area instalasi, air disalurkan ke dua saluran sama

besar yang terpasang secara paralel, dengan diameter pipa sebesar 18″. Saluran pertama dihubungkan ke instalasi tahap I, sedangkan saluran kedua dihubungkan ke instalasi tahap II. Panjang pipa transmisi adalah 850 m pipa Ø 24″ dan 100 m pipa Ø

18″.


F ‐ 8


Aksesoris pipa yang digunakan adalah:

− Gate valve 24″

: 16 buah, k = 0,2

− Flexible joint 24″ : 14 buah, k = 0,026 − Elbow 90° 24″

: 5 buah,

k = 0,3

− Tee 24″

: 1 buah,

k = 1,5

− Reducer 24″ - 18″ : 1 buah,

k = 0,18

− Gate valave 18″

: 2 buah,

k = 0,2

− Elbow 90° 18″

: 3 buah,

k = 0,3

Perhitungan : Luas penampang pipa (A) :

A=

Q 0,6m 3 / s = = 0,3m 2 v 2m / s

Diameter pipa (d) : 4. A

d=

π

=

4.0,3

π

= 0,618m = 61,8cm ≈ 24" = 0,6096m

Luas penampang pipa sebenarnya (A’), ø 24″ :

A' =

πd 2 4

=

π ( 0 , 6096 m ) 2 4

= 0 , 2919 m 2

Tahap I Kecepatan aliran sebenarnya (vt1) ), ø 24″ : v

t1

=

Q 0,3 = A 0,2919

= 1 , 028 m/s → OK!

Kemiringan energi (S1) :

Q ⎡ ⎤ S =⎢ 1 ⎣ 0,2785 C d 2,63 ⎥⎦

1/0,54

⎡ ⎤ 0,3 =⎢ 2,63 ⎥ ⎣ 0,2785 x 110 x 0,6096 ⎦

1/0,54

= 2,12 x 10 -3

Kecepatan aliran pada pipa transmisi ø 18″ (vt2) :

vt 2 =

q 0,03m 3 / s = = 1,8273m / s → OK! A 0,25 ⋅ π ⋅ (0,4572m) 2


F ‐ 9


Kemiringan energi (S2) : Q ⎡ ⎤ S =⎢ 2 ⎣ 0,2785 C d 2,63 ⎥⎦

1/0,54

⎡ ⎤ 0,3 =⎢ 2,63 ⎥ ⎣ 0,2785 x 110 x 0,4572 ⎦

1/0,54

= 8,61 x 10 -3

Kehilangan tekan melalui pipa transmisi (ΔHmayor) :

ΔHmayor1 = S1 x L1 = 2,12 x 10-3 x 850 m = 1,802 m ΔHmayor2 = S2 x L2 = 8,61 x 10-3 x 100 m = 0,861 m ΔHmayor = ΔHmayor1 + ΔHmayor2 = 1,802 m + 0,861 m = 2,663m Kehilangan tekan melalui aksesoris (ΔHminor) :

ΔHminor = k x (v2 /2g) Aksesoris

Jmlh

k

V

ΔHminor

m/s

m

gate valve 24"

16

0,2

1,028

0,172

flexible joint 24"

14

0,026

1,028

0,020

elbow 90o 24"

5

0,3

1,028

0,081

tee 24"

1

1,5

1,028

0,081

reducer 24" - 18"

1

0,18

1,827

0,031

gate valve 18"

2

0,2

1,827

0,068

elbow 90o 18"

3

0,3

1,827

0,153

Σ ΔHminor

0,605

ΔHminor = 0,605 m Kehilangan tekan melalui sistem transmisi (ΔH) :

ΔH = ΔHmayor + ΔHminor = 2,663 m + 0,605 m = 3,268 m Tahap II Kecepatan aliran sebenarnya (vt) : Q 0,6 v = = = 2,056 m/s → OK! t A 0,2919

Kemiringan energi (S) : Q ⎡ ⎤ S=⎢ 2,63 ⎥ ⎣ 0,2785 C d ⎦

1/0,54

⎡ ⎤ 0,6 =⎢ 2,63 ⎥ ⎣ 0,2785 x 110 x 0,6096 ⎦


1/0,54

= 7,65 x 10 -3

F ‐ 10


Kecepatan aliran pada pipa transmisi ø 18″ (vt2) :

vt 2 =

q 0,03m 3 / s = = 1,8273m / s → OK! A 0,25 ⋅ π ⋅ (0,4572m) 2

Kemiringan energi (S2) : Q ⎡ ⎤ S =⎢ 2 ⎣ 0,2785 C d 2,63 ⎥⎦

1/0,54

⎡ ⎤ 0,3 =⎢ 2,63 ⎥ ⎣ 0,2785 x 110 x 0,4572 ⎦

1/0,54

= 8,61 x 10 -3

Kehilangan tekan melalui pipa transmisi (ΔHmayor) :

ΔHmayor = S x L = 7,65 x 10-3 x 850 m = 6,505 m ΔHmayor2 = S2 x L2 = 8,61 x 10-3 x 100 m = 0,861 m ΔHmayor = ΔHmayor1 + ΔHmayor2 = 6,505 m + 0,861 m = 7,366m Kehilangan tekan melalui aksesoris (ΔHminor) :

ΔHminor = k x (V2 /2g) Aksesoris

Jmlh

k

V

ΔHminor

m/s

m

gate valve 24"

16

0,2

2,056

0,689

flexible joint 24"

14

0,026

2,056

0,078

elbow 90o 24"

5

0,3

2,056

0,323

tee 24"

1

1,5

2,056

0,323

reducer 24" - 18"

1

0,18

1,827

0,031

gate valve 18"

2

0,2

1,827

0,068

elbow 90o 18"

3

0,3

1,827

0,153

Σ ΔHminor

1,666

ΔHminor = 1,666 m Kehilangan tekan melalui sistem transmisi (ΔH) :

ΔH = ΔHmayor + ΔHminor = 7,366 m + 1,666 m = 9,031 m F.1.5.2. Pompa Transmisi Pompa transmisi merupakan sistem pemompaan untuk mentransmisikan

air baku dari intake menuju ke instalasi pengolahan air minum. Hal ini dikarenakan lokasi intake yang lebih rendah dibandingkan dengan lokasi instalasi pengolahan air minum.


F ‐ 11


Kriteria Desain : Kecepatan dalam pipa hisap 1 – 1,5 m/s Data Perencanaan : Tahap I

Debit perencanaan, Q = 300 L/s

Menurut Al-Layla (1980), jumlah pompa yang dibutuhkan adalah 6 buah, dengan 5 pompa operasional serta 1 pompa cadangan. Pemasangan dilakukan paralel yang terdiri dari 2 bagian, yaitu pipa hisap dan pipa tekan. Inlet dan outlet pompa memiliki ukuran 6 inchi (0,1524 m).

Kecepatan aliran air pada pipa hisap adalah 1,5 m/s.

Tahap II

Debit perencanaan, Q = 600 L/s. Air baku ditampung dalam 2 buah bak pengumpul yang masing-masing direncanakan akan menampung air baku dengan debit 300 L/s serta memiliki waktu detensi selama 1,5 menit.

Dengan kapasitas sebesar 600 L/s, maka kebutuhan pompa direncanakan identik (2 rangkaian), dengan kapasitas tiap rangkaian sebesar 300 L/s. Menurut Al-Layla (1980), jumlah pompa yang dibutuhkan untuk kapasitas 300 L/s adalah 6 buah, dengan 5 pompa operasional serta 1 pompa cadangan. Sehingga jumlah total pompa yang dibutuhkan sebanyak 12 buah. Pemasangan dilakukan paralel yang terdiri dari 2 bagian, yaitu pipa hisap dan pipa tekan. Inlet dan outlet pompa memiliki ukuran 6 inchi (0,1524 m).

Kecepatan aliran air pada pipa hisap adalah 1,5 m/s.

Perhitungan : Tahap I Kapasitas tiap pompa, q :

q=

Q 0,3m 3 / s = = 0,06m 3 / s 5 5


F ‐ 12


Luas penampang pipa hisap dan pipa tekan, A :

A=

q 0,06m 3 / s = = 0,04m 2 v 1,5m / s

Diameter pipa hisap dan pipa tekan, d :

4A

d=

π

=

4 ⋅ 0,04m 2

π

d = 0,226m = 8,88inchi ≈ 10inchi = 0,254m Kecepatan melalui pipa hisap dan pipa tekan, V :

v=

q 0,06m 3 / s = = 1,184m / s → OK! A 0,25 ⋅ π ⋅ (0,254m) 2

Kecepatan melalui inlet dan outlet pompa, vp :

vp =

q 0,06m 3 / s = = 3,289m / s A 0,25 ⋅ π ⋅ (0,1524m) 2

Kecepatan melalui pipa transmisi, Vt :

vt =

q 0,3m 3 / s = = 1,028m / s → OK! A 0,25 ⋅ π ⋅ (0,6096m) 2

Pipa Hisap

Pipa hisap pada sistem pemompaan ini direncanakan memiliki peralatan sebagai berikut : − Pipa lurus

:

ø = 10″,

L = 5 m,

− 1 buah strainer

:

ø = 10″,

k = 2,5

− 3 buah elbow 90°

:

ø = 10″,

k = 0,3

− 1 buah reducer 10″- 6″ :

k = 0,28

− 1 buah inlet pompa

ø = 6 ″,

:

f = 0,0224

k = 0,25

Kehilangan tekan melalui pipa hisap : Kehilangan tekan melalui pipa lurus, ΔHmayor :

ΔH mayor = f ⋅

(1,184m / s ) 2 L v2 5m ⋅ = 0,0224 ⋅ ⋅ = 0,0315m d 2g 0,254m 2 ⋅ 9.81m / s 2


F ‐ 13


Kehilangan tekan melalui aksesoris, ΔHminor : Aksesoris

Jmlh

1 3 1 1

Strainer Elbow 90° Reducer 10"-6" Inlet pompa

k

v ΔHminor m/s m 1,184 0,1787 1,184 0,0643 3,289 0,1571 3,289 0,1379

2,5 0,3 0,28 0,25

Σ ΔHminor

0,5379

ΔH min or = 0,5379m Kehilangan tekan melalui pipa hisap, ΔHh :

ΔH h = ΔH mayor + ΔH min or ΔH h = 0,0315m + 0,5379m = 0,5694m ≈ 57cm

Pipa Tekan

Pipa tekan pada sistem pemompaan ini direncanakan memiliki peralatan sebagai berikut : − Pipa lurus

:

ø = 10″,

L = 5 m, f = 0,0224

− 1 buah oulet pompa

:

ø = 6″,

k = 0,25

− 1 buah increaser 6″-10″ :

k = 0,41

− 1 buah flexible joint

:

ø = 10″,

k = 0,026

− 1 buah check valve

:

ø = 10″,

k = 2,3

− 2 buah gate valve

:

ø = 10″,

k = 0,2


:

ø = 10″,

k = 0,3


k = 0,68

− 2 buah tee

:

ø = 24″,

k = 1,5


:

ø = 24″,

k = 0,026

Kehilangan tekan melalui pipa tekan : Kehilangan tekan melalui pipa lurus, ΔHmayor : 2

ΔH mayor

L v (1,184m / s) 2 5m = f ⋅ 1 ⋅ 1 = 0,0224 ⋅ ⋅ = 0,0315m d1 2g 0,254m 2 ⋅ 9,81m / s 2


F ‐ 14



Jmlh

Outlet pompa Increaser 6"-10" Flexible joint 10″ Check valve Gate valve Elbow 90° - 10" Increaser 10"-24" Tee 24" Flexible joint 24″

1 1 1 1 2 5 1 2 3

k

v ΔHminor m/s m 3,289 0,1379 1,184 0,0293 1,184 0,0019 1,184 0,1644 1,184 0,0286 1,184 0,1072 1,028 0,0366 1,028 0,1615 1,028 0,0042

0,25 0,41 0,026 2,3 0,2 0,3 0,68 1,5 0,026

Σ ΔHminor

0,6715

ΔH min or = 0,6715m Kehilangan tekan melalui pipa tekan, ΔHt :

ΔH t = ΔH mayor + ΔH min or ΔH t = 0,0315m + 0,6715m = 0,7030m = 70cm Kebutuhan Pompa Transmisi : Head Statis, Hs :

Hs = Elevasi instalasi – Elevasi dasar bak pengumpul = 11,676 m - 0,8 m = 10,876 m Kehilangan tekan selama pemompaan, ΔH :

ΔH = Headloss pipa hisap + Headloss pipa tekan = ΔHh + ΔHt = 57 cm + 70 cm = 127 cm = 1,27 m Kehilangan tekan pada pipa transmisi, ΔHtrans :

ΔHtrans = 3,268 m Head pompa yang diperlukan, Hp :

Hp = Hs + ΔH + ΔHtrans = 10,876 m + 1,27 m + 3,268 m = 15,416 m PERENCANAAN PENGEMBANGAN IPAM PDAM TIRTA DARMA AYU KAB.INDRAMAYU JAWA BARAT

F ‐ 15


Head pompa yang disediakan sebesar 30 m Bila efisiensi pompa, η = 0,85 dan berat jenis air, ρ = 997,5 kg/m3,

maka daya pompa yang dibutuhkan, P :

ρgqH p 997,5kg / m 3 ⋅ 9,81m / s 2 ⋅ 0,06m 3 / s ⋅ 20m = η 0,85

P=

P = 20.722,2Watt Pompa yang akan dipakai memiliki motor dgn kekuatan 22 kWatt (Grundfos). Tahap II Kapasitas tiap pompa, q :

q=

Q 0,6m 3 / s = = 0,06m 3 / s 10 10

Diameter pipa hisap dan pipa tekan sama dengan tahap I, d = 10

inchi Kecepatan melalui pipa hisap dan pipa tekan, v :

v=

q 0,06m 3 / s = = 1,184m / s → OK! A 0,25 ⋅ π ⋅ (0,254m) 2

Kecepatan melalui inlet dan outlet pompa, vp :

vp =

q 0,06m 3 / s = = 3,289m / s A 0,25 ⋅ π ⋅ (0,1524m) 2

Diameter pipa transmisi, dt = 24 inchi Kecepatan melalui pipa transmisi, vt :

vt =

q 0.6m 3 / s = = 2,056m / s → OK! At 0,25 ⋅ π ⋅ (0,6096m) 2

Pipa Hisap

Pipa hisap pada sistem pemompaan ini direncanakan memiliki peralatan sebagai berikut : − Pipa lurus

:

ø = 10″,

L = 5 m,

− 1 buah strainer

:

ø = 10″,

k = 2,5


:

ø = 10″,

k = 0,3

− 1 buah reducer 10″- 6″ :

k = 0,28

− 1 buah inlet pompa

ø = 6 ″,

:

f = 0,0224

k = 0,25


F ‐ 16


Kehilangan tekan melalui pipa hisap : Kehilangan tekan melalui pipa lurus, ΔHmayor :

ΔH mayor = f ⋅

(1,184m / s ) 2 L v2 5m ⋅ = 0,0224 ⋅ ⋅ = 0,0315m d 2g 0,254m 2 ⋅ 9.81m / s 2


Jmlh

k

1 3 1 1

Strainer Elbow 90° Reducer 10"-6" Inlet pompa

v ΔHminor m/s m 1,184 0,1787 1,184 0,0643 3,289 0,1571 3,289 0,1379

2,5 0,3 0,28 0,25

Σ ΔHminor

0,5379

ΔH min or = 0,5379m Kehilangan tekan melalui pipa hisap, ΔHh :

ΔH h = ΔH mayor + ΔH min or ΔH h = 0,0315m + 0,5379m = 0,5694m ≈ 57cm

Pipa Tekan

Pipa tekan pada sistem pemompaan ini direncanakan memiliki peralatan sebagai berikut : − Pipa lurus

:

ø = 10″,

L = 5 m, f = 0,0224

− 1 buah oulet pompa

:

ø = 6″,

k = 0,25


k = 0,41


:

ø = 10″,

k = 0,026

− 1 buah check valve

:

ø = 10″,

k = 2,3

− 2 buah gate valve

:

ø = 10″,

k = 0,2


:

ø = 10″,

k = 0,3


k = 0,68

− 2 buah tee

:

ø = 24″,

k = 1,5


:

ø = 24″,

k = 0,026


F ‐ 17


Kehilangan tekan melalui pipa tekan : Kehilangan tekan melalui pipa lurus, ΔHmayor : 2

ΔH mayor = f ⋅

L1 v1 (1,184m / s) 2 5m ⋅ = 0,0224 ⋅ ⋅ = 0,0315m d1 2g 0,254m 2 ⋅ 9,81m / s 2


Jmlh

Outlet pompa Increaser 6"-10" Flexible joint 10″ Check valve Gate valve Elbow 90° - 10" Increaser 10"-24" Tee 24" Flexible joint 24″

k

1 1 1 1 2 5 1 2 6

v ΔHminor m/s m 3,289 0,1379 1,184 0,0293 1,184 0,0019 1,184 0,1644 1,184 0,0286 1,184 0,1072 2,056 0,1465 2,056 0,6462 2,056 0,0336

0,25 0,41 0,026 2,3 0,2 0,3 0,68 1,5 0,026

Σ ΔHminor

1,2954

ΔH min or = 1,2954m Kehilangan tekan melalui pipa tekan, ΔHt :

ΔH t = ΔH mayor + ΔH min or ΔH t = 0,0315m + 1,2954m = 1,3269m = 133cm Kebutuhan Pompa Transmisi : Head Statis, Hs :

Hs = Elevasi instalasi – Elevasi dasar bak pengumpul = 11,676 m - 0,8 m = 10,876 m Kehilangan tekan selama pemompaan, ΔH :

ΔH = Headloss pipa hisap + Headloss pipa tekan = ΔHh + ΔHt = 57 cm + 133 cm = 190 cm = 1,9 m


F ‐ 18


Kehilangan tekan pada pipa transmisi, ΔHtrans :

ΔHtrans = 9,031 m Head pompa yang diperlukan, Hp :

Hp = Hs + ΔH + ΔHtrans = 10,876 m + 1,9 m + 9,031 m = 21,803 m Head pompa yang disediakan sebesar 30 m Bila efisiensi pompa, η = 0,85 dan berat jenis air, ρ = 997,5 kg/m3,

maka daya pompa yang dibutuhkan, P : P=

ρgqH p 997,5kg / m 3 ⋅ 9,81m / s 2 ⋅ 0,06m 3 / s ⋅ 20m = η 0,85

P = 20.722,2Watt Pompa yang akan dipakai memiliki motor dgn kekuatan 22 kWatt (Grundfos). F.2. Bak Penenang Bak penenang berfungsi sebagai penstabil aliran yang masuk dari intake. Kriteria Desain : Bak penenang dapat berbentuk bulat maupun persegi panjang. Overflow berupa pipa atau pelimpah diperlukan untuk mengatasi

terjadinya tinggi muka air yang melebihi kapasitas bak. Pipa overflow harus dapat mengalirkan minimum 1/5 x debit inflow. Freeboard dari bak penenang sekurang-kurangnya 60 cm. Waktu detensi bak penenang > 1,5 menit Kedalaman bak penenang 3 – 5 m. Biasanya dilengkapi dengan V-notch 90° sebagai pengukur debit

aliran.


F ‐ 19


Freeboard V‐notch

Lebar bukaan V‐notch

90o

Gambar F. 4 Skema V-notch Data Perencanaan : Jumlah bak penenang, n = 1 buah Debit perencanaan untuk tiap bak, Q = 0,3 m3/s Bak penenang berbentuk persegi panjang dengan perbandingan

panjang dan lebar, p : L = 3 : 1 Pipa overflow mengalirkan 1/5 x debit inflow, qof = 0,06 m3/s Kecepatan aliran pada pipa overflow sama dengan laju aliran air yang

masuk ke dalam bak penenang, Vof = 1,83 m/s Freboard = 60 cm Waktu detensi, td = 2 menit = 120 s Kedalaman bak penenang, h = 3 m Pada akhir bak penenang dilengkapi dengan V-notch 90° sebagai

pengukur debit air baku. Perhitungan : Volume bak penenang, V :

V = Q × t d = 0,3m 3 / s × 120s = 36m 3 Luas permukaan bak penenang, As :

As =

V 36m 3 = = 12m 2 h 3m

Dimensi bak penenang :

− Panjang bak penenang, p : p = 3 As = 3 ⋅ 12m 2 = 6m

− Lebar bak penenang, L : L = 13 p = 13 ⋅ 6m = 2m PERENCANAAN PENGEMBANGAN IPAM PDAM TIRTA DARMA AYU KAB.INDRAMAYU JAWA BARAT

F ‐ 20


− Freeboard = 60 cm Ukuran pipa overflow :

− Luas permukaan pipa overflow, Aof :

Aof =

q of

=

Vof

0,06m 3 / s = 0,0328m 2 1,83m / s

− Diameter pipa overflow, dof : d of =

4 Aof

π

=

4 ⋅ 0,0328m 2

π

d of = 0,204m = 8,05" ≈ 8"

Tinggi muka air di atas V-notch 90°, H :

Q = 2,54 H 2.5 1 / 2,5

⎛ 0,3m 3 / s ⋅ 35,31 ft 3 / m 3 ⎞ ⎛ Q ⎞ ⎟⎟ H =⎜ = ⎜⎜ ⎟ 2,54 ⎝ 2,54 ⎠ ⎝ ⎠ H = 1,77 ft = 0,5396m = 53,96cm ≈ 54cm

1 / 2,5

Freeboard V-notch = 20 cm Lebar bukaan V-notch 90°, b : b = 2 × ( H + freeboard ) × tan θ / 2 b = 2 × (53,96cm + 20cm) × tan 90 / 2 b = 147,93cm ≈ 150cm

F.3. Prasedimentasi Prasedimentasi digunakan untuk menyisihkan partikel diskrit. p Pelimpah

L

Inlet Outlet Zone Inlet

Zone Pengendapan

Gambar F. 5 Skema Prasedimentasi


F ‐ 21


Kriteria Desain : Jumlah bak : minimal 2 buah Beban ambang pelimpah : 1,4 – 40 L/s Kecepatan aliran rata-rata : 3 – 4,5 m/menit Waktu detensi : 30 – 180 menit Beban permukaan : 20 – 80 m/hari = 0,000231 – 0,00926 m/s Kedalaman bak : 1,5 – 2,5 m Rasio panjang : lebar = 4 - 6 : 1 Bilangan Reynold, NRe < 2000 Bilangan Froud, NFr > 10-5 Data Perencanaan : Unit prasedimentasi direncanakan memiliki 4 buah bak, berbentuk rektangular

Efisiensi penyisihan, y/yo= 0,6 Performance bak, n = 1/8 (sangat baik) Kecepatan pengendapan partikel diskrit, vs = 0,00025 m/s Perbandingan panjang dan lebar bak, P : L = 6 : 1 Perhitungan : Kapasitas tiap bak, q : q=

Q 0,3 = = 0,075m 3 / s 4 4

Beban permukaan, Q/AS : −1 n

⎛ ⎞ y = 1 − ⎜⎜1 − nv s ⎟⎟ yo ⎜ Q ⎟ As ⎠ ⎝ nv s 1 / 8.0,00025m / s Q = = = 0,000258m 3 / m 2 / s −n −1 / 8 As (1 − 0,6) − 1 ⎛1 − y ⎞ − 1 ⎟ ⎜ y o⎠ ⎝

Dimensi bak :

As =

q 0,075m 3 / s = = 291,25m 2 Q 0,000258m 3 / m 2 / s As


F ‐ 22


P = 6. As = 6.291,25 = 41,80m ≈ 42m L=

1 1 xP = x 42m = 7 m 6 6

Panjang bak, P = 42 m Lebar bak, L = 7 m Kedalaman bak, h = 1,5 m Freeboard = 0,3 m Volume bak, V :

V = PxLxh = 42mx7 mx1,5m = 441m 3 Waktu detensi, td : td =

V 441m 3 = = 5880 s = 98menit → OK! q 0,075m 3 / s

Kontrol Aliran Kecepatan horizontal, vh :

Across = Lxh = 7mx1,5m = 10,5m 2 vh =

q Across

=

0,075m 3 / s = 0,0071m / s 10,5m 2

Jari-jari hidrolis, R :

R=

Lxh 7 mx1,5m = = 1,05m L + 2h 7 m + 2.1,5m

Bila nilai viskositas kinematik, υ = 9,539 x 10-7 m2/s, maka bilangan

Reynold yang dihasilkan, NRe : N Re =

v h .R

υ

=

0,0071m / s.1,05m = 7.862,46 9,539.10 −7 m 2 / s

Bilangan Froude, NFr : v (0,0071m / s )2 = 4,95 x10 −6 = h = g .R 9,81m / s 2 .1,05m 2

N Fr

Kontrol Penggerusan Diketahui diameter terkecil partikel diskrit, d = 0,01 cm dan massa jenis partikel, ρs = 2.650 kg/m3 serta massa jenis air, ρw = 997,5 kg/m3


F ‐ 23


Bilangan Reynold (harus<0,5), NRe : N Re =

Q / As .d

υ

=

0,000258m 3 / m 2 / s.0,0001m = 0,027 → OK! 9,539.10 −7 m 2 / s

Untuk nilai α = 0,05 dan β = 0,02, maka kecepatan penggerusan, vg :

8β ( ρ s − ρ w )

vg =

α

ρw

gd =

8.0,02 (2650 − 997,5)kg / m 3 9,81m / s 2 .0,0001m 3 0,05 997,5kg / m

v g = 0,072m / s Syarat : vg > vh, agar partikel yang telah mengendap tidak pecah kembali. vg > vh = 0,072 m/s > 0,0071 m/s → OK! Kontrol Operasional Jika satu bak dikuras maka hanya tiga bak yang beroperasi. Kapasitas tiap bak, q :

q=

Q 0,3 = = 0,1m 3 / s 3 3

Beban permukaan, q/AS :

As = P × L = 42m × 7 m = 294m 2 q As

=

q 0,1 = = 0,00034m 3 / m 2 / s As 294

Efisiensi penyisihan, y/y0 : −1 n

⎛ ⎞ −8 ⎜ nv y = 1 − ⎜1 + s ⎟⎟ = 1 − ⎛⎜1 + 1 / 8.0,00025m / s ⎞⎟ ⎜ 0,00034m3 / m2 / s ⎟ yo q ⎟ ⎜⎜ ⎝ ⎠ ⎟ As ⎠ ⎝ y = 0,5050 = 50,50% yo

Waktu detensi, td :

td =

V 441m 3 = = 4410s = 73,5menit → OK! q 0,1m 3 / s

Kecepatan horizontal, vh :

vh =

q Across

=

0,1m 3 / s = 0,010m / s 10,5m 2


F ‐ 24


Bilangan Reynold, NRe :

N Re =

v h .R

υ

=

0,010m / s.1,05m = 10.483,28 9,539.10 −7 m 2 / s

Bilangan Froude, NFr :

vh (0,010m / s )2 = 8,81x10 −6 = g .R 9,81m / s 2 .1,05m 2

N Fr =

Sistem Inlet

Sistem inlet terdiri dari saluran inlet dan zone inlet. Saluran Inlet

− Direncanakan saluran inlet terbuat dari beton dengan nilai koefisien Manning, n = 0,013. − Jumlah saluran inlet adalah 1 buah. − Dimensi saluran inlet : Panjang, P = 5 m Lebar, L = 0,75 m Kedalaman air di saluran, h = 1 m Freeboard = 20 cm − Kecepatan horizontal di saluran, vh : vh =

q 0,3m 3 / s = = 0,4m / s L.h 0,75m.1m

− Jari-jari hidrolis, R : R=

Lxh 0,75mx1m = = 0,273m L + 2h 0,75m + 2.1m

− Kemiringan saluran, S : 2

2

⎛ 0,4m / s.0,013 ⎞ ⎛ v .n ⎞ ⎟ = 1,53 × 10 − 4 S = ⎜ h2 / 3 ⎟ = ⎜⎜ 2/3 ⎟ ⎝R ⎠ ⎝ (0,273m) ⎠ − Kehilangan tekan di saluran inlet, HL : H L = S × P = 1,53 × 10 −4 × 5m = 7,64 × 10 −4 m


F ‐ 25


Zone Inlet − Direncanakan dimensi zona inlet : Panjang, P = 7 m Lebar, L = 0,75 m Kedalaman air di saluran, h = 1,5 m Freeboard = 30 cm − Pada zone inlet terdapat pintu air : Lebar pintu air, LP = 0,75 m Bukaan pintu air, hf = 0,75 m Koefisien pemerata aliran, m = 0,98 Debit melalui pintu air, q = 0,075 m3/s − Headloss di pintu air Headloss di pintu air pertama, HP1 : H p1 =

Q 2/3

=

0,3m 3 / s = 0,1765m = 17,65cm 2,746.(0,75m) 2 / 3 .0,75m

2,746.h f .L p Headloss di pintu air kedua, HP2 :

H p 2 = H p1 .m 2 = 0,1765m.(0,98) 2 = 0,1695m = 16,95cm

Headloss di pintu air ketiga, HP3 : H p 3 = H p 2 .m 2 = 0,1695m.(0,98) 2 = 0,1628m = 16,28cm Headloss di pintu air keempat, HP4 : H p 4 = H p 3 .m 2 = 0,1628m.(0,98) 2 = 0,1563m = 15,63cm

Sistem Outlet Sistem outlet direncanakan terdiri dari pelimpah, saluran pelimpah dan saluran outlet.

Pelimpah − Pelimpah berupa mercu tajam dengan ketebalan 5 cm. − Panjang pelimpah, b = 6,5 m − Jumlah pelimpah = 2 buah − Total panjang pelimpah, Ltot = 13 m


F ‐ 26


− Beban pelimpah, bp : bp =

q 0,075m 3 / s = = 0,0058m 3 / m / s Ltot 13m

− Tinggi air di atas pelimpah, h : ⎛ q h = ⎜⎜ ⎝ 3,33.Ltot

⎞ ⎟⎟ ⎠

2/3

⎛ 0,075m 3 / s ⎞ ⎟⎟ = ⎜⎜ ⎝ 3,33.13m ⎠

2/3

= 0,0144m

Saluran Pelimpah − Jumlah saluran adalah 1 buah dengan dimensi : Panjang saluran = 6 m Lebar saluran = 0,5 m − Jika direncanakan kecepatan aliran di saluran pelimpah, v = 0,5 m/s, maka luas penampang salurannya, Across : Across =

q 0,075m 3 / s = = 0,15m 2 v 0,5m / s

− Kedalaman air di saluran pelimpah, h : h=

Across 0,15m 2 = = 0,3m L 0,5m

Freeboard = 5 cm − Bilangan terjunan, D : D=

(q / b) 2 (0,075m 3 / s / 6,5m) 2 = = 0,0005 g.h 3 9,81m / s 2 .(0,3m) 3

− Panjang terjunan, Ld : Ld = 4,3.h.D 0, 27 = 4,3.0,3m.(0,0005) 0, 27 = 0,166m

Saluran Outlet Saluran outlet direncanakan terbuat dari beton dengan nilai koefisien Manning, n = 0,013. Kondisi saluran ini dibuat berdasarkan kondisi saluran menuju bak koagulasi. Diantara saluran pelimpah dan saluran outlet dibuat terjunan setinggi 30 cm.


F ‐ 27


Ruang Lumpur p h

h1 h2

underdrain

Gambar F. 6 Ruang Lumpur

Ruang lumpur direncanakan berbentuk limas terpancung dengan dimensi : Panjang, P = 42 m Lebar, L = 7 m

Kedalaman ruang pengumpul lumpur, h1 = 1 m Ketinggian limas terpancung, h2 = 0,5 m Ruang underdrain = 0,5 m Debit lumpur, qL = 6 ml/L Debit pengolahan, q = 0,075 m3/s Volume lumpur, V : V = q L .q. = 6ml / L.0,075m 3 / s.1000 L / m 3 .86.400 s / hari V = 3,89 x10 7 ml / hari = 38,88m 3 / hari

Volume ruang lumpur, VL : Volume limas, Vp : V p = 1 / 3 ⋅ P ⋅ L ⋅ .( h1 + h2 ) = 1 / 3 ⋅ 42m ⋅ 7 m ⋅ (1 + 0,5) m = 147 m 3

Volume limas terpancung, Vlp : V lp = 1 / 3 ⋅ 1 / 3 ⋅ P ⋅ 1 / 3 ⋅ L ⋅ h 2 = 1 / 3 ⋅ 1 / 3 ⋅ 42 m ⋅ 1 / 3 ⋅ 7 m ⋅ 0,5 m = 5, 44 m 3

VL = V p − Vlp = 147m3 − 5,44m3 = 141,56m3 Periode pengurasan, t :

VL 141 ,56 m 3 t = = = 3, 64 hari ≈ 3 hari V 38 ,88 m 3 / hari


F ‐ 28


Pipa Drain Lumpur Jenis pipa drain yang digunakan yaitu pipa steel Jarak pipa drain dan Lagoon, L = 20 m Kecepatan aliran lumpur minimal 0,75 m/s, agar tidak terjadi endapan pada pipa

Waktu pengurasan lumpur, tp = 6 menit = 360 s Volume lumpur yang dikeluarkan saat pengurasan, Vpl : V pl = V .t = 38,88m 3 / hari.3hari = 116,64m 3

Debit pengurasan, qp : qp =

V pl tp

=

116 , 64 m 3 = 0 ,324 m 3 / s 360 s

Direncanakan diameter pipa drain, ddr = 10 inchi = 0,254 m Luas penampang pipa, Ap : A p = 0,25.π (d dr ) 2 = 0,25.π .(0,254m) 2 = 0,051m 2

Kecepatan aliran lumpur saat pengurasan, vL : vL =

qp Ap

=

0 ,324 m 3 / s = 6 ,39 m / s → OK! 0 , 051 m 2

Kemiringan pipa penguras, S : q ⎡ ⎤ p ⎢ ⎥ S= ⎢ 0,2785 C d 2,63 ⎥ ⎣ ⎦

1/0,54

⎡ ⎤ 0,324m 3 / s =⎢ 2,63 ⎥ ⎣⎢ 0,2785 x 110 x (0,254m) ⎦⎥

1/0,54

= 0,174

Kehilangan tekan akibat pengurasan, HL : H L = S .L = 0,174.20m = 3,48m

F.4. Koagulasi Unit koagulasi berfungsi sebagai tempat membubuhkan koagulan ke dalam air baku yang akan diolah. Unit koagulasi yang digunakan pada instalasi pengolahan air minum ini adalah koagulasi tipe hidrolis dengan menggunakan terjunan. Unit koagulasi ini dilengkapi oleh saluran menuju bak koagulasi, bak koagulasi, bak pembubuh koagulan, dan pompa pembubuh.


F ‐ 29


h

H

Y2

Y1 Ld

L

Lb

Gambar F. 7 Terjunan Hidrolis Bak Koagulasi Kriteria Desain : Gradien Kecepatan,

Gtd = 104 - 105 (s-1)

(Reynolds, 1982)

Waktu Detensi,

td = 20 – 60 s

(Reynolds, 1982)

Waktu detensi

Gradien Kecepatan

td (s) 20 30 40 ≥50

G (s-1) 1000 900 790 700

Headloss,

hL

≥ 0,6 m

(Kawamura, 1991)

Ketinggian pencampuran,

Hp

≥ 0,3 m

(Schulz&Okun, 1984)

Bilangan Froude,

NFr1

≥ 2

(Schulz&Okun, 1984)

Rasio Kedalaman,

Y2/Y1 > 2,83

(Schulz&Okun, 1984)

Data Perencanaan :

Jumlah bak, n = 1

Tinggi terjunan, H = 1,5 m

Lebar terjunan, b = 1 m

Lebar bak, w = 1 m

Gradien, G = 1000/s

Waktu detensi, td = 20 s


F ‐ 30


Perhitungan : Debit perencanaan, Q = 0,3 m3/s Headloss, HL :

HL =

G 2 ⋅ td ⋅ μ ρ⋅g

(1000 / s ) 2 ⋅ 20 s ⋅ 9,54 × 10 − 4 kg / m ⋅ s 997,5kg / m 3 ⋅ 9,81m / s 2 H L = 1,95m HL =

Bilangan terjunan, D : 2

2 ⎛ 0,3m 3 / s ⎞ ⎛ Q ⎞ ⎜⎜ ⎟ ⎜ ⎟ 1m ⋅ 1m ⎟⎠ (q / b) 2 ⎝ wb ⎠ ⎝ D= = = = 2,72 × 10 −3 3 3 2 3 gH gH 9,81m / s ⋅ (1,5m)

Panjang terjunan, Ld :

Ld = 4,3 ⋅ H ⋅ D 0, 27 Ld = 4,3 ⋅ 1,5m ⋅ (2,72 × 10 −3 ) 0, 27 Ld = 1,31m Kedalaman air di beberapa titik :

Kedalaman air di titik 1 : Y1 = 0,54 ⋅ H ⋅ D 0, 425 Y1 = 0,54 ⋅ 1,5m ⋅ (2,72 × 10 −3 ) 0, 425 Y1 = 0,066m Kedalaman air di titik 2 : Y2 = 1,66 ⋅ H ⋅ D 0, 27 Y2 = 1,66 ⋅ 1,5m ⋅ (2,72 × 10 −3 ) 0, 27 Y2 = 0,505m Kontrol Aliran :

-

Y2 0,505m = = 7,68 → OK! Y 1 0,066m


{

}

Y2 1 2 = 1 + 8 N Fr − 1 Y1 2 7,68 =

{

}

1 2 1 + 8 N Fr − 1 2


F ‐ 31


N Fr = 5,77 → OK!

Panjang loncatan, L :

Untuk bilangan Froude, F = 5,77, maka L/Y2 = 6,13 L / Y2 = 6,13 L = 6,13 ⋅ Y2 L = 6,13 ⋅ 0,505m = 3,097 m ≅ 3,1m

Panjang bak setelah loncatan, Lb :

Asumsi : Waktu loncatan hidrolis, t2 = 2 s Waktu terjunan, t1 = 2 s Lb =

(t d − t1 − t 2 ) ⋅ Q (20 − 2 − 2) s ⋅ 0,3m 3 / s = 9,50m = Y2 ⋅ b 0,505m ⋅ 1m

Panjang bak koagulasi, Lmin :

Lmin = Ld + L + Lb Lmin = 1,31m + 3,10m + 9,50m = 13,91m Freeboard = 39 cm Kedalaman bak = 90 cm = 0,9 m Saluran Menuju Koagulasi Data Perencanaan : Saluran terbuat dari beton dengan nilai koefisien Manning, n = 0,013 Lebar saluran, L = 30 cm Panjang saluran, P = 5 m Perhitungan : Tinggi muka air di atas saluran, hsal :

h = Y2 + H L − H h = 0,51m + 1,95m − 1,5m = 0,96m Freeboard saluran = 0,24 m Kedalaman saluran, Hsal = 1,2 m Kecepatan pada saluran, vsal :

v sal =

q hsal L

=

03m 3 / s = 1,047 m / s 0,96m ⋅ 0,3m


F ‐ 32



R=

L⋅h 0,3m ⋅ 0,96m = = 0,13m L + 2h 0,3m + 2 ⋅ 0,96m

Kemiringan saluran, S : 2

2

⎛ 1,047 m / s ⋅ 0,013 ⎞ ⎛V ⋅ n ⎞ ⎟⎟ = 0,0028 S = ⎜ sal2 / 3 ⎟ = ⎜⎜ 2/3 ⎝ R ⎠ ⎝ (0,13m) ⎠ Headloss pada saluran, HL : H L = S × L = 0,0028 × 5m = 0,014m

Bak Pembubuh Koagulan Data Perencanaan : Debit Pengolahan, q = 0,3 m3/s Koagulan yang akan digunakan adalah Al2(SO4)3 dalam bentuk slump

(slurry). Pembubuhan alum ke dalam bak pembubuh dilakukan 24 jam sekali. Jumlah bak pembubuh adalah 2 (1 operasional – 1 cadangan) dengan

bentuk silinder. Dosis alum (100%) = 30 mg/L Berat Jenis alum, ρAl = 2,71 kg/L Konsentrasi alum, CAl = 20% Perhitungan : Kebutuhan alum, mAl :

m Al = q × DosisAlum 1000 L m3 = 9000mg / s = 777,6kg / hari

m Al = 0,3m 3 / s × 30mg / L × m Al

Debit alum, qAl :

q Al = q Al =

m Al

ρ Al 777,6kg / hari = 286,94 L / hari 2,71kg / L


F ‐ 33


Volume alum tiap pembubuhan, VAl :

V Al = q Al ⋅ t d V Al = 286,94 L / hari ⋅ 1hari = 286,94 L = 0,287 m 3 Volume pelarut, Vair :

Vair =

1 − C Al × m Al C Al

ρ air

1 − 0,2 × 777,6kg / hari 0,2 ⋅ td = ⋅ 1hari = 3,118m 3 3 997,5kg / m

Volume larutan, V :

V = V Al + Vair V = 0,287 m 3 + 3,118m 3 = 3,405m 3 ≈ 3,5m 3 Dimensi bak pembubuh :

Diameter bak pembubuh, d = 1,5 m Luas alas bak pembubuh, A : A=

1 1 2 ⋅ π ⋅ d 2 = ⋅ π ⋅ (1,5m ) = 1,77 m 2 4 4

Ketinggian bak pembubuh, h : h=

V 3,5m 3 = = 1,98m ≈ 2m A 1,77 m 2

Freeboard = 25 cm Pompa Pembubuh Koagulan Data Perencanaan : Jumlah pompa adalah 2 (1 operasional – 1 cadangan), sesuai jumlah bak

pembubuh koagulan. Efisiensi pompa, η = 0,85 Head pompa disediakan, H = 10 m Debit larutan alum, ql = 3,5 m3/hari = 4,05 x 10-5 m3/s


F ‐ 34


Perhitungan : Massa jenis larutan, ρl :

ρl =

C Al

ρ Al ρl =

+

1 1 − C Al

ρ air 1

0,2 1 − 0,2 + 3 2.710kg / m 997,5kg / m 3

= 1.141,81kg / m 3

Daya pompa, P :

P=

ρ l ⋅ g ⋅ ql ⋅ H 1.141,81kg / m 3 ⋅ 9,81m / s 2 ⋅ 4,05 × 10 −5 m 3 / s ⋅ 10m = η 0,85

P = 5,338Watt Pompa yang akan digunakan memiliki motor dengan daya 80 Watt (Grunfos). F.5. Flokulasi Flokulasi merupakan unit pengadukan lambat yang bertujuan untuk

membentuk flok-flok. Pada perencanaan IPAM ini flokulasi akan dilakukan dengan menggunakan horizontal baffle channel.

Inlet

Outlet

Gambar F. 8 Bak Flokulasi Horizontal Baffle Channel


F ‐ 35


Kriteria Desain : Parameter

Satuan

Nilai 4

G x td

Sumber 5

10 - 10

Droste, 1997

Gradien Kecepatan, G Waktu detensi, td

s-1 menit

10 - 60 15 - 45

Droste, 1997 Droste, 1997

Kecepatan aliran dalam bak, v Jarak antar baffle, l

m/s m

0,1 – 0,4 >0,45

Huisman, 1981 Schulz&Okun, 1984

Koefisien gesekan, k

2 – 3,5

Bhargava&Ojha, 1993

Banyak saluran, n

≥6

Kawamura, 1991

0,3 - 1

Kawamura, 1991

Kehilangan tekan, hL

m

Data Perencanaan : Kapasitas Pengolahan, Q = 0,3 m3/s Jumlah bak, n = 2 Jumlah kompartemen tiap bak = 3 Tebal sekat, t = 10 cm Gradien Kecepatan dan waktu detensi, G & td : Kompartemen

I II III

G

td

G x td

-1

s 300 420 540

18000 21000 24300

Σ G x td

63300

s 60 50 45

Perhitungan : Kapasitas tiap bak, q :

q=

Q 0,3m 3 / s = = 0,15m 3 / s n 2

Kompartemen I Gradien kecepatan, G = 60/s Waktu detensi, td = 300 s Volume kompartemen, V1 :

V1 = q × t d = 0,15m 3 / s × 300dtk = 45m 3 PERENCANAAN PENGEMBANGAN IPAM PDAM TIRTA DARMA AYU KAB.INDRAMAYU JAWA BARAT

F ‐ 36


Direncanakan dimensi saluran :

Lebar saluran, l1 = 0,7 m Lebar bak, L = 10 m Jumlah saluran, n = 6 Lebar belokan, w = 0,6 m Kedalaman air, h :

h=

V1 45m 3 = = 1,07m l1 × L × n 0,7 m × 10m × 6

Headloss, H1 :

G 2 ⋅ μ ⋅t d (60 / s) 2 ⋅ 9,54 × 10−4 kg / m ⋅ s ⋅ 300s H1 = = = 0,105m ρ⋅g 997,5kg / m3 ⋅ 9,81m / s 2 Kecepatan di belokan, vb : vb =

q 0,15m 3 / s = = 0,233m / s w × h 0,6m × 1,07 m

Kehilangan tekan di belokan, Hb : 2

Hb = k

Vb (0,233m / s ) 2 ⋅ 2n = 3 ⋅ 2 ⋅ 6 = 0,1m 2g 2 ⋅ 9,81m / s 2

Kehilangan tekan pada saat lurus, HL :

H L = H 1 − H b = 0,105m − 0,1m = 0,005m Kecepatan pada saat lurus, vL : vL =

1 ⎛ h ⋅l ⎞ ×⎜ ⎟ n ⎝ 2h + l ⎠

2/3

⎛H ⎞ ×⎜ L ⎟ ⎝n⋅L⎠

1/ 2

1 ⎛ 1,07 m ⋅ 0,7 m ⎞ vL = ×⎜ ⎟ 0,013 ⎝ 2 ⋅ 1,07 m + 0,7 m ⎠

2/3

⎛ 0,005m ⎞ ×⎜ ⎟ ⎝ 6 ⋅ 10m ⎠

1/ 2

= 0,3m / s → OK!

Kompartemen II Gradien kecepatan, G = 50/s Waktu detensi, td = 420 s


F ‐ 37


Volume kompartemen, V2 :

V2 = q × t d = 0,15m 3 / s × 420s = 63m 3 Direncanakan dimensi saluran :

Kedalaman air, h = 1,07 m Lebar bak, L = 10 m Jumlah saluran, n = 7 Lebar belokan, w = 0,65 m Lebar saluran, l2 :

l2 =

V2 63m 3 = = 0,84m ≈ 0,85m h × L × n 1,07m × 10m × 7

Headloss, H2 :

H2 =

G 2 ⋅ μ ⋅t d (50 / s) 2 ⋅ 9,54 ×10−4 kg / m ⋅ s ⋅ 420s = = 0,102m ρ⋅g 997,5kg / m3 ⋅ 9,81m / s 2

Kecepatan di belokan, vb : vb =

q 0,15m 3 / s = = 0,215m / s w × h 0,65m × 1,07 m


Hb = k

Vb (0,215m / s) 2 ⋅ 2n = 3. ⋅ 2 ⋅ 7 = 0,099m 2g 2 ⋅ 9,81m / s 2

Kehilangan tekan pada saat lurus, HL :

H L = H 2 − H b = 0,102m − 0,099m = 0,003m Kecepatan pada saat lurus, vL : vL =

1 ⎛ h ⋅l ⎞ ×⎜ ⎟ n ⎝ 2h + l ⎠

2/3

⎛H ⎞ ×⎜ L ⎟ ⎝n⋅L⎠

1/ 2

1 ⎛ 1,07 m ⋅ 0,85m ⎞ vL = ×⎜ ⎟ 0,013 ⎝ 2 ⋅ 1,07 m + 0,85m ⎠

2/3

⎛ 0,003m ⎞ ×⎜ ⎟ ⎝ 7 ⋅ 10m ⎠

1/ 2

= 0,23m / s → OK!

Volume kompartemen sebenarnya, V2 :

V2 = n × l × L × h = 7 × 0,85m × 10m × 1,07m = 63,75m 3 Waktu detensi sebenarnya, td : td =

V2 63,75m 3 = = 425s q 0,15m 3 / s


F ‐ 38


Kompartemen III Gradien kecepatan, G = 45/s Waktu detensi, td = 540 s Volume kompartemen, V3 :

V3 = q × t d = 0,15m 3 / s × 540s = 81m 3 Direncanakan dimensi saluran :

Kedalaman air, h = 1,07 m Lebar bak, L = 10 m Jumlah saluran, n = 8 Lebar belokan, w = 0,7 m Lebar saluran, l3 : l3 =

V3 81m 3 = = 0,945m ≈ 0,95m h × L × n 1,07 m × 10m × 8

Headloss, H3 :

H3 =

G 2 ⋅ μ ⋅t d (45 / s) 2 ⋅ 9.54 × 10−4 kg / m ⋅ s ⋅ 540s = = 0,107m ρ⋅g 997,5kg / m3 ⋅ 9,81m / s 2

Kecepatan di belokan, vb :

vb =

q 0,15m 3 / s = = 0,2m / s w × h 0,7 m × 1,07m


V (0,2m / s) 2 H b = k b ⋅ 2n = 3. ⋅ 2 ⋅ 8 = 0,098m 2g 2 ⋅ 9,81m / s 2 Kehilangan tekan pada saat lurus, HL :

H L = H 3 − H b = 0,107m − 0,098m = 0,009m Kecepatan pada saat lurus, vL : 1 ⎛ h ⋅l ⎞ vL = × ⎜ ⎟ n ⎝ 2h + l ⎠ vL =

2/3

⎛H ⎞ ×⎜ L ⎟ ⎝n⋅L⎠

1/ 2

1 ⎛ 1,07 m ⋅ 0,95m ⎞ ×⎜ ⎟ 0,013 ⎝ 2 ⋅ 1,07 m + 0,95m ⎠

2/3

⎛ 0,009m ⎞ ×⎜ ⎟ ⎝ 8 ⋅ 10m ⎠

1/ 2

= 0,38m / s → OK!

Volume kompartemen sebenarnya, V3 :

V3 = n × l × L × h = 8 × 0,95m × 10m × 1,07m = 81,43m 3 PERENCANAAN PENGEMBANGAN IPAM PDAM TIRTA DARMA AYU KAB.INDRAMAYU JAWA BARAT

F ‐ 39


Waktu detensi sebenarnya, td :

td =

V3 81,43m 3 = = 542,86s ≈ 543s q 0,15m 3 / s

Kontrol Aliran Volume total, Vtot :

Vtot = V1 + V2 + V3 = 45m 3 + 63,75m 3 + 81,43m 3 = 190,18m 3 Waktu detensi total, tdtot :

t dtot = t d 1 + t d 2 + t d 3 = 300s + 425s + 543s = 1268s Kehilangan tekan total, Htot :

H tot = H 1 + H 2 + H 3 = 0,105m + 0,102m + 0,107m = 0,314m G x td total, Gtdtot :

G ⋅ td tot = G1 ⋅ t d 1 + G2 ⋅ t d 2 + G3 .t d 3 G.td tot = (60 / s.300 s) + (50 / s.425s) + (45 / s.543s ) = 63.679 → OK! Kedalaman air di akhir saluran, h’ :

h' = h − H tot = 1,07 m − 0,314m = 0,76m Dimensi Bak Flokulasi Lebar bak, L = 10 m Lebar saluran pada kompartemen I, l1 = 0,7 m Lebar saluran pada kompartemen II, l2 = 0,85 m Lebar saluran pada kompartemen III, l3 = 0,95 m Lebar belokan pada kompartemen I, w1 = 0,6 m Lebar belokan pada kompartemen II, w2 = 0,65 m Lebar belokan pada kompartemen III, w3 = 0,7 m Tebal sekal, t = 0,1 m Kedalaman air, h = 1,07 m Panjang, P :

P = n1 ⋅ l1 + n2 ⋅ l 2 + n3 ⋅ l3 + (n1 + n2 + n3 − 1) ⋅ t P = 6 ⋅ 0,7 m + 7 ⋅ 0,85m + 8 ⋅ 0,95m + (6 + 7 + 8 − 1) ⋅ 0,1 = 19,75m Freeboard = 0,33 m


F ‐ 40


Pintu Air

Pada inlet dipasang pintu air dengan kondisi : Lebar bukaan, Lp = 0,4 m Tinggi bukaan pintu air, hf = 0,5 m Kehilangan tekan melalui pintu air, hp : hp =

q 2.746h f

2/3

Lp

=

0,15m 3 / s = 0,22m 2,746 ⋅ (0,5m) 2 / 3 ⋅ 0,4m

Saluran Outlet

Saluran outlet terbuat dari beton (n=0,013). Saluran ini terhubung langsung dengan saluran inlet dari unit sedimentasi. Direncanakan dimensi saluran : Panjang saluran, P = 5 m Kecepatan pada saluran outlet, vout = 0,3 m/s Kedalaman air di saluran outlet, h : h = Kedalaman air di akhir flokulasi = 0,76 m

Freeboard = 0,64 m Lebar saluran outlet, L :

L=

q Vout ⋅ h

=

0,15m 3 / s = 0,6604m ≈ 0,66m 0,3m / s ⋅ 0,76m

Kecepatan sebenarnya di saluran, vout : vout =

q 0,15m 3 / s = = 0,3m / s L ⋅ h 0,66m ⋅ 0,76m


R=

h⋅L 0,76m ⋅ 0,66m = = 0,23m 2h + L 2 ⋅ 0,76m + 0,66m


2

⎛ 0,3m / s ⋅ 0,013 ⎞ ⎛V ⋅ n ⎞ ⎟⎟ = 1,08 × 10 − 4 S = ⎜ out2 / 3 ⎟ = ⎜⎜ 2/3 R m ( 0 , 23 ) ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ Kehilangan tekan di saluran outlet, HL :

H L = S × p = 1,08 × 10 −4 × 5m = 5,41 × 10 −4 m = 0,0541cm ≈ 0,05cm


F ‐ 41


F.6. Sedimentasi Pada perencanaan instalasi pengolahan air minum ini, sedimentasi

diperuntukkan untuk mengendapkan partikel-partikel flok yang dihasilkan dari proses koagulasi-flokulasi. Proses sedimentasi akan dibantu dengan pemasangan plate settler.

C C’

B

Vo

D H So

w

α

A Gambar F. 9 Skema Plate Settler p

L

Inlet Outlet

Zone Inlet

Zone Pengendapan

Plate Settler Zone Lumpur

Gambar F. 10 Bak Sedimentasi


F ‐ 42


Zona Pengendapan Kriteria Desain : Jumlah bak minimum,

Jb

= 2

Kedalaman air,

h

= 3–5m

Rasio panjang dan lebar bak,

p:l

= (4-6) : 1

Rasio lebar bak dan kedalaman air,

l:h

= (3-6) : 1

Freeboard,

fb

= 0.6 m

Kecepatan aliran rata-rata,

Vo

=

Waktu detensi,

td

= 5 – 20 menit

Beban permukaan,

Vs

=

Beban pelimpah,

Wl

< 12.5 m3/m-jam

Kemiringan plate settler,

α

= 45° - 60°

Jarak tegak lurus antar plate settler,

w

= 25 – 50 mm

Bilangan Reynolds,

NRe

< 2000

Bilangan Froude,

NFr

> 10-5

Perfomance bak,

n

= 1/8 (sangat baik)

0.15 – 0.2

m/min 5-8.8

m3/m2-

jam

Data Perencanaan : Debit perencanaan, Q = 0,3 m3/s Jumlah bak sedimentasi, n = 4 Dari satu unit flokulasi disalurkan ke dua buah bak sedimentasi Lebar bak sedimentasi, L = 3 m Kedalaman zona pengendapan, H = 1,5 m Jarak tegak lurus antar plate settler, w = 50 mm = 0,05 m Kemiringan plate settler, α = 60° Efisiensi penyisihan partikel flok, η = 95% Performance bak sangat baik, n = 1/8 Kecepatan pengendapan partikel flok alum, Vs = 0,06 cm/s


F ‐ 43


Perhitungan : Kapasitas tiap bak, q :

q=

Q 0,3m 3 / s = = 0,075m 3 / s 4 4

Beban permukaan, Q/As :

⎧ Y n⋅v ⎫ = 1 − ⎨1 + ⎬ Yo ⎩ Q / As ⎭

−1 / n

⎧ 1 / 8 ⋅ 6 × 10 − 4 m / s ⎫ 0,95 = 1 − ⎨1 + ⎬ Q / As ⎩ ⎭ −4 Q / As = 1,65 × 10 m / s

−8

Tinggi pengendapan, z :

z = CD =

w 0,05m = = 0,1m cos α cos 60°

Panjang plate, p :

p = AC ' =

H 1,5m = = 1,732m ≈ 1,73m sin α sin 60°

Panjang zona pengendapan, p’ :

p' = AC =

H w 1,5m 0,05m + = + = 1,761m ≈ 1,76m sin α tan α sin 60° tan 60°

Kecepatan horizontal di dalam plate, Vo :

H cos α + w cos 2 α ⋅ Vs w sin α 1,5m ⋅ cos 60° + 0,05m ⋅ cos 2 60° ⋅ 1,65 × 10 − 4 m / s Vo = 0,05m ⋅ sin 60°

Vo =

Vo = 2,91 × 10 −3 m / s = 0,17m / menit → OK! Waktu detensi, td :

td =

z 0,1m = = 606s = 10,1menit → OK! Vs 1,65 × 10 − 4 m / s

Debit per satu kolom plate, q :

q plate = Vo ⋅ Across = Vo ⋅ w ⋅ L q plate = 2,91 × 10 −3 m / s ⋅ 0,05m ⋅ 3m = 4,36 × 10 − 4 m 3 / s


F ‐ 44


Jumlah plate yang dibutuhkan, n :

n=

q q plate

+1 =

0,075m 3 / s + 1 = 172,96 ≈ 173buah 4,36 × 10 − 4 m 3 / s

Panjang zona plate settler, Pz :

w + p × cos α sin α 0,05m Pz = (173 − 1) × + 1,732m × cos 60° = 10,79m ≈ 10,8m sin 60° Pz = (n − 1) ×

Panjang zona pengendapan tanpa plate settler, Pi : Pada bagian awal zona pengendapan diberikan wilayah tanpa plate

settler untuk menghasilkan aliran yang lebih laminar sebelum air baku masuk ke dalam plate settler. Panjang zona pengendapan tanpa plate settler ini direncanakan 1/3 dari panjang zona plate settler (Kawamura, 1991). Pi = 1 / 3 × Pz = 1 / 3 × 10,8m = 3,6m Panjang total zona pengendapan, Pt :

Pt = Pz + Pi = 10,8m + 3,6m = 14,4m Jarak muka air dengan plate, hl : hl = hsalpel + hairdiataspel + 10cm = 40cm + 0,011cm + 10cm = 50,011cm ≈ 0,5m

Jarak plate dengan dasar zona sedimentasi, hp = 1 m Kedalaman total bak, Htot :

H tot = h p + H + hl H tot = 1m + 1,5m + 0,5m = 3,0m Dimensi bak sedimentasi :

− Panjang bak,

P

= 14,4 m

− Lebar bak,

L

= 3m

− Kedalaman bak, H

= 3m

− Freeboard,

= 0,6 m

fb

Kontrol Aliran Jari-jari hidrolis, R :

R=

w 0,05m = = 0,025m 2 2


F ‐ 45


Bilangan Reynolds, NRe :

N Re =

Vo ⋅ R

υ

=

2,91 × 10 −3 m / s ⋅ 0,025m = 76,20 → OK! 9,539 × 10 −7 m 2 / s


Vo (2,91× 10 −3 m / dtk ) = 3,45 × 10 −5 → OK ! = g × R 9,81m / s 2 × 0,025m 2

N Fr =

2

Sistem Inlet Kriteria Desain : Headloss pada bukaan, hLb = 0,3 – 0,9 mm Diameter bukaan orifice, øor = 0,075 – 0,2 m Jarak antar pusat bukaan orifice, wor = 0,25 – 0,5 m Data Perencanaan : Kedalaman saluran inlet, H = 1 m Kecepatan aliran, vh = 0,15 m/s Koefisien saluran beton, n = 0,013 Panjang saluran zona inlet = Lebar bak sedimentasi, L = 3 m Diameter bukaan orifice, øor = 0,2 m Jarak antar pusat bukaan orifice, wor = 0,25 m Perhitungan :

Sistem inlet terdiri dari zone inlet dan orifice. Zone Inlet Debit yang masuk ke zona inlet berasal dari satu unit flokulasi yaitu

sebesar 0,15 m3/s, yang nantinya akan disalurkan ke dua buah bak sedimentasi secara paralel Luas penampang saluran, Across :

Across =

q 0,15m 3 / s = = 1m 2 0,15m / s vh

Lebar saluran inlet, w :

w=

Across 1m 2 = = 1m H 1m


F ‐ 46


Kecepatan aliran sebenarnya, Vh :

vh =

q 0,15m 3 / s = = 0,15m / s w⋅ H 1m ⋅ 1m

Jari-jari hirolis, R :

R=

H ×w 1m × 1m = = 0,33m 2 H × w 2 ⋅ 1m + 1m

Slope saluran, S :

1 2 / 3 1/ 2 ⋅R ⋅S n 1 2/3 ⋅ (0,33m ) ⋅ S 1 / 2 0,15m / s = 0,013

Vh =

S = 1,65 × 10 −5 Bilangan Reynolds, NRe :

N Re =

Vh ⋅ R

υ

=

0,15m / s ⋅ 0,33m = 52.416,40 9,539 × 10 −7 m 2 / s

Bilangan Froude, NFr : 2 Vh ( 0,15m / s ) = = = 0,0069 g × R 9,81m / s 2 × 0,33m 2

N Fr

Headloss saluran, HL :

H L = S × L = 1,65 × 10 −5 × 3m × 2 = 9,87 × 10 −5 m Pada zone inlet terdapat pintu air :

Lebar pintu air, LP = 0,75 m Bukaan pintu air, hf = 0,75 m Koefisien pemerata aliran, m = 0,98 Debit melalui pintu air, q = 0,075 m3/s Headloss di pintu air : − Headloss di pintu air pertama, HP1 :

H p1 =

Q 2,746.h f

2/3

.L p

=

0,15m 3 / s = 0,088m = 8,8cm 2,746.(0,75m) 2 / 3 .0,75m

− Headloss di pintu air kedua, HP2 : H p 2 = H p1 .m 2 = 0,088m.(0,98) 2 = 0,085m = 8,5cm


F ‐ 47


Orifice Jumlah orifice tiap bak, n :

n=

L 3m −1 = − 1 = 11buah wor 0,25m

Debit tiap orifice, Qor :

q or =

q 0,075m 3 / s = = 6,82 × 10 −3 m 3 / s n 11

Luas penampang orifice, Aor :

1 1 2 2 ⋅ π ⋅ φ or = ⋅ π ⋅ (0,2m ) = 0,0314m 2 4 4

Aor =

Kecepatan aliran pada orifice, vor :

vor =

q or 6,82 × 10 −3 m 3 / s = = 0,22m / s Aor 0,0314m 2

Kehilangan tekan pada orifice, HL : HL = k ⋅

v or2 (0,22m / s )2 = 0.35 ⋅ 2g 2 ⋅ 9,81m / s 2

H L = 8,4 × 10 −4 m = 0,84mm → OK!

Jari-jari hidrolis, R : R=

φ or 4

=

0,2m = 0,05m 4

Bilangan Reynolds, NRe :

N Re =

vor ⋅ R

υ

=

0,22m / s ⋅ 0,05m = 11375,90 9,539 × 10 −7 m 2 / s

Bilangan Froud, NFr :

vor (0,22m / s )2 = 0,096 = g × R 9,81m / s 2 × 0,05m 2

N Fr =

Sistem Outlet Kriteria Desain : Beban pelimpah, Wl < 12.5 m3/m-jam Data Perencanaan : Pelimpah berupa mercu tajam. Beban pelimpah, Wl = 9 m3/m-jam = 0,0025 m3/m-s PERENCANAAN PENGEMBANGAN IPAM PDAM TIRTA DARMA AYU KAB.INDRAMAYU JAWA BARAT

F ‐ 48


Perhitungan : Pelimpah Panjang pelimpah total yang dibutuhkan, Pptot :

Pptot =

q 0,075m 3 / s = = 30m Wl 0,0025m 3 / m ⋅ s

Panjang pelimpah = panjang total plate secara mendatar, Pp :

Pp = (n − 1) ×

w 0,05m = (173 − 1) × = 9,93m sin 60° sin α

Jumlah pelimpah, n :

n=

Pptot Pp

=

30m = 3,021 ≈ 4buah 9,93m

Beban pelimpah sebenarnya, Wl :

Wl =

q 0,075m 3 / s = = 1,89 × 10 −3 m 3 / m ⋅ s n ⋅ Pp 4 ⋅ 9,93m

Tinggi muka air di atas pelimpah, h : ⎛ q h=⎜ ⎜ 3,33 ⋅ P ptot ⎝

⎞ ⎟ ⎟ ⎠

2/3

⎛ 35 ,32 ft 3 / s ⎜ 0,075 m 3 / s ⋅ m3 / s =⎜ ⎜ 3, 281 ft ⎜ 3,33 ⋅ (9,93 m × 4 ) ⋅ m ⎝

⎞ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠

2/3

= 0,033 ft ≈ 0,01m

Saluran Pelimpah Panjang saluran pelimpah, Psal = 9,93 m Lebar saluran pelimpah direncanakan, Lp = 0,2 m Jumlah saluran pelimpah, ns :

ns =

n 4 = =2 2 2

Debit saluran pelimpah, qs :

qs =

q 0,075m 3 / s = = 0,0375m 3 / s ns 2

Ketinggian muka air di atas saluran, h :

⎛ qs h=⎜ ⎜ 1,38 L p ⎝

⎞ ⎟ ⎟ ⎠

2/3

⎛ 0,0375m 3 / s ⎞ ⎟⎟ = ⎜⎜ ⋅ 1 , 38 0 , 2 m ⎝ ⎠

2/3

= 0,26m

Freeboard = 0,19 m PERENCANAAN PENGEMBANGAN IPAM PDAM TIRTA DARMA AYU KAB.INDRAMAYU JAWA BARAT

F ‐ 49


Kedalaman saluran pelimpah, H :

H = h + freeboard = 0,26m + 0,19m = 0,45m Bilangan terjunan, D : 2

(

)

2

W 1,89 × 10 −3 m 3 / m ⋅ s D= l3 = = 3,88 × 10 −6 3 gH 9,81m / s 2 ⋅ (0,45m ) Panjang terjunan, Ld :

(

Ld = 4,3 ⋅ H ⋅ D 0, 27 = 4,3 ⋅ 0,4m ⋅ 3,88 × 10 −6

)

0 , 27

= 0,0675m ≈ 0,07 m

Panjang terjunan dapat ditampung oleh saluran sehingga lebar saluran dapat diterima. Saluran Outlet Diantara saluran pelimpah dan saluran outlet terdapat saluran

pengumpul dengan dimensi sebagai berikut : − Panjang saluran = lebar bak sedimentasi, P = 3 m − Lebar saluran, L = 1 m − Dari saluran pelimpah menuju saluran pengumpul terdapat terjunan dengan ketinggian, h = 0,1 m − Bilangan terjunan, D : 2

2

⎛ qs ⎞ ⎛ 0,0375m 3 / s ⎞ ⎜ L ⎟ ⎜ ⎟ m 0 , 2 p ⎠ =⎝ ⎠ = 3,58 D=⎝ 3 gH 3 9,81m / s 2 ⋅ (0,1m ) − Panjang terjunan, Ld : Ld = 4,3 ⋅ H ⋅ D 0, 27 = 4,3 ⋅ 0,1m ⋅ (3,58)

0 , 27

= 0,61m

Panjang terjunan dapat ditampung oleh saluran sehingga lebar saluran dapat diterima. Dimensi saluran outlet yang direncanakan :

Lebar saluran, L = 0,5 m Panjang saluran, P = 1 m Debit aliran, Q = 0,075 m3/s Tinggi muka air di atas saluran outlet minimal 30 cm, hout = 30 cm.


F ‐ 50


Kecepatan aliran di saluran outlet, Vout :

vout =

q 0,075m 3 / s = = 0,5m / s Lh 0,5m ⋅ 0,30m


R=

Lh 0,5m ⋅ 0,3m = = 0,136m L + 2h 0,5m + 2 ⋅ 0,3m


2

⎛ 0,013 ⋅ 0,5m / s ⎞ ⎛ nV ⎞ ⎟ = 6,02 × 10 − 4 S = ⎜ 2out ⎟ = ⎜⎜ /3 2/3 ⎟ R ⎝ ⎠ ⎝ (0,136m ) ⎠

Kehilangan tekan, HL :

H L = S × P = 6,02 × 10 −4 × 1m = 6,02 × 10 −4 m Zona Lumpur Data Perencanaan : Panjang ruang lumpur, P = 14,4 m Lebar ruang lumpur, L = 3 m Kedalaman ruang lumpur, h = 1 m Ruang lumpur berbentuk limas terpancung dengan kedalaman

pancungan, hp = 0,5 m p h

h1 h2

underdrain

Gambar F. 11 Ruang Lumpur


F ‐ 51


Perhitungan : Berat lumpur kering yang dihasilkan, mlk :

mlk = ( DosisAlum × 2,2) + ( Ke ker uhan × 0,36 × 8,34) mlk = (30mg / L × 2,2) + (31,6 × 0,36 × 8,34) mlk = 160,76lb / 10 6 galon Air = 19,28mg / Lair Massa jenis lumpur kering, ρlk = 2200 kg/m3 Kadar air dalam lumpur, Cw = 98% Berat lumpur, ml :

ml =

mlk 19,28mg / Lair = = 963,97 mg / Lair C lk 0,02

Massa jenis lumpur, ρl :

1

ρl

=

C lk

ρ lk

+

Cw

ρw

=

0,02 0,98 + 3 2200kg / m 997,5kg / m 3

ρ l = 1008,525kg / m 3 Volume lumpur, Vl :

Vl =

ml

ρl

=

963,97 mg / Lair 1kg ⋅ 6 = 9,56 × 10 −7 m 3 / Lair 3 1008,525kg / m 10 mg

Debit lumpur, ql : ql = q × Vl = 75 L / s × 9,56 × 10 −7 m 3 / Lair ql = 7,17 × 10 −5 m 3 / s = 0,258m 3 / jam = 6,19m 3 / hari

Volume ruang lumpur, VL :

Volume limas, Vp : V p = 1 / 3 ⋅ P ⋅ L ⋅ .(h1 + h2 ) = 1 / 3 ⋅ 14,4m ⋅ 3m ⋅ (1 + 0,5)m = 21,6m 3 Volume limas terpancung, Vlp : Vlp = 1 / 3 ⋅ 1 / 3 ⋅ P ⋅ 1 / 3 ⋅ L ⋅ h2 = 1 / 3 ⋅ 1 / 3 ⋅ 14,4 m ⋅ 1 / 3 ⋅ 3m ⋅ 0,5m = 0,8m 3

V L = V p − Vlp = 21,6m 3 − 0,8m 3 = 20,8m 3 Periode pengurasan ruang lumpur, T :

T=

VL 20,8m 3 = = 3,36hari ≈ 3hari ql 6,19m 3 / hari

Untuk memudahkan pelaksanaan pengurasan ruang lumpur di lapangan maka pengurasan ruang lumpur dilakukan 3 hari sekali.


F ‐ 52


Pipa Drain Lumpur Jarak antara katup penguras dengan sludge drying bed adalah 20 m Waktu pengurasan lumpur, t = 8 menit = 480 s Diameter pipa penguras, d = 6 inchi = 15,24 cm Volume lumpur yang dikeluarkan setiap periode pengurasan, Vp : V p = T × ql = 3hari × 6,19m 3 / hari = 18,58m 3

Debit pengurasan lumpur, qp :

qp =

Vp t

=

18,58m 3 1menit ⋅ = 0,039m 3 / s 8menit 60 s

Luas penampang pipa penguras, A :

A=

1 1 ⋅ π ⋅ d 2 = ⋅ π ⋅ (0,1524m) 2 = 0,01824m 2 4 4

Kecepatan aliran lumpur pada saat pengurasan, vL : vL =

qp A

=

0.039m 3 / s = 2,12m / s 0,01824m 2

Kemiringan pipa, S : qp ⎛ ⎞ ⎟ S = ⎜⎜ 2, 63 ⎟ ⋅ C ⋅ d 0 , 2785 ⎝ ⎠

1 / 0,54

⎛ ⎞ 0,039m 3 / s ⎟ = ⎜⎜ 2, 63 ⎟ ⎝ 0,2785 ⋅ 110 ⋅ (0,1524m) ⎠

1 / 0,54

= 4,09 × 10 −2

Kehilangan tekan pada sistem perpipaan, HL :

H L = S × L = 4,09 × 10 −2 × 20m = 0,82m ≈ 0,8m F.7. Filtrasi Proses filtrasi digunakan untuk menyisihkan padatan yang masih tersisa

dalam air baku setelah melalui proses sedimentasi. Pada instalasi pengolahan air minum ini jenis filtrasi yang akan digunakan adalah Saringan Pasir Cepat tipe gravitasi dengan media ganda, yaitu pasir dan antrasit. Kriteria Desain : Ketinggian air di atas pasir

: 90 – 120 cm

Kedalaman media penyangga

: 15,24 – 60,96 cm

Ukuran efektif media penyangga

: 0,16 – 5,08 cm

Perbandingan panjang dan lebar bak filtrasi : (1 - 2) : 1 PERENCANAAN PENGEMBANGAN IPAM PDAM TIRTA DARMA AYU KAB.INDRAMAYU JAWA BARAT

F ‐ 53


Gutter

Media Penyaring Lateral

Media Penyangga Manifold

Orifice

Gambar F. 12 Skema Filtrasi

Kriteria desain untuk saringan pasir cepat menurut Reynolds (1982) : Karakteristik

Satuan

Nilai Rentang

Tipikal

Antrasit Kedalaman Ukuran Efektif Koefisien Keseragaman

cm mm

45,72 - 60,96 0,9 - 1,1 1,6 - 1,8

60,96 1 1,7

Pasir Kedalaman Ukuran Efektif Koefisien Keseragaman

cm mm

15,24 - 20,32 0,45 - 0,55 1,5 - 1,7

15,24 0,5 1,6

m3/hr-m2

176 - 469,35

293,34

Laju Filtrasi Sumber : Reynolds, 1982

Kecepatan aliran saat backwash

: 880 – 1173,4 m3/hari-m2

Ekspansi media filter

: 20 – 50 %

Waktu untuk backwash

: 3 – 10 menit

Jumlah bak minimum

: 2 buah

Jumlah air untuk backwash

: 1 – 5 % air terfiltrasi


F ‐ 54


Kriteria desain unit saringan pasir cepat berdasarkan Fair, Geyer, dan Okun ( 1968) : Dimensi Bak dan Media Filtrasi Kecepatan Filtrasi

: 5 – 7,5 m/jam

Kecepatan backwash

: 15 – 100 m/jam

Luas permukaan filter

: 10 – 20 m2

Ukuran media :

− Ukuran efektif

: 0,5 – 0,6 mm

− Koefisien keseragaman

: 1,5

− Tebal media penyaring

: 0,45 – 2 m

− Tebal media penunjang

: 0,15 – 0,65 m

Sistem Underdrain Luas orifice : Luas media

: (1,5 – 5) x 10-3 : 1

Luas lateral : Luas orifice

: (2 – 4) : 1

Luas manifold : Luas lateral

: (1,5 – 3) : 1

Diameter orifice

: 0,25 – 0,75 inchi

Jarak antar orifice terdekat

: 3 – 12 inchi

Jarak antar pusat lateral terdekat

: 3 – 12 inchi

Pengaturan Aliran Kecepatan aliran dalam saluran inlet,

vin

: 0,6 – 1,8 m/s

Kecepatan aliran dalam saluran outlet, vout : 0,9 – 1,8 m/s Kecepatan dalam saluran pencuci,

vp

: 1,5 – 3,7 m/s

Kecepatan dalam saluran pembuangan, vb

: 1,2 – 2,5 m/s

Data Perencanaan : Media Fitrasi Debit perencanaan,

Q

= 0,3 m3/s

Kecepatan filtrasi,

vf

= 195 m3/hr-m2

Kecepatan backwash,

vb

= 975 m3/hr-m2

Panjang : Lebar bak,

p:l = 2:1


F ‐ 55


Ukuran media penyaring : Keterangan

Kedalaman media Ukuran efektif Koef keseragaman Spesifik Gravity Spheritas Porositas

Media Penyaring Pasir Antrasit

Satuan

cm mm

20 0,45 1,5 2,65 0,82 0,42

60 1,1 1,6 1,6 0,72 0,42

Media penyangga berupa kerikil yang terdiri dari 5 lapisan Waktu backwash,

tb

= 5 menit

Tinggi air diatas pasir,

ha

= 1m

Sistem Underdrain Luas orifice : Luas media

= 3 x 10-3 : 1

Luas lateral : Luas orifice

= 2:1

Luas manifold : Luas lateral

= 1,5 : 1

Diameter orifice,

øor

Jarak antar pusat lateral terdekat

= 0,5 inchi = 5 inchi

Pengaturan Aliran Kecepatan aliran dalam saluran inlet,

vin

= 1 m/s

Kecepatan aliran dalam saluran outlet, vout = 1 m/s Kecepatan dalam saluran pencuci,

vp

= 3 m/s

Kecepatan dalam saluran pembuangan, vb

= 2 m/s

Perhitungan : Desain Media Filtrasi

Karakteristik Media Penyaring Pasir

− ES

: 0,45

− UC

: 1,5

− SG

: 2,65

− Ф

: 0,82

− ε

: 0,42


F ‐ 56


− Kedalaman media pasir

: 20 cm

− Distribusi lapisan media pasir : Diameter mm 0,27 - 0,37 0,37 - 0,49 0,49 - 0,65

Berat % 8,34 33,39 58,27

Tebal Lapisan cm 1,668 6,678 11,654

Antrasit

− ES

: 1,1

− UC

: 1,6

− SG

: 1,6

− Ф

: 0,72

− ε

: 0,42

− Kedalaman media antrasit

: 60 cm

Agar tidak terjadi intermixing setelah pencucian maka diameter antrasit yang digunakan harus memenuhi persyaratan berikut : d1 ⎛ ρ 2 − ρ ⎞ ⎟ =⎜ d 2 ⎜⎝ ρ1 − ρ ⎟⎠

0.667

0,564mm ⎛ 1,6 − 1 ⎞ =⎜ ⎟ d2 ⎝ 2,65 − 1 ⎠ d 2 = 1,11mm

0.667

Jadi, agar intermixing tidak terjadi diameter antrasit terkecil yang boleh digunakan adalah 1,11mm. Distribusi lapisan media antrasit :

Diameter mm 0,97 - 1,24 1,24 - 1,57 1,57 - 1,87

Berat % 18,08 33,41 48,51

Tebal Lapisan cm 10,848 20,046 29,106

Karakteristik Media Penyangga (Kerikil) − SG

= 2,65

− Ф

= 0,95


F ‐ 57


− ε

= 0,40

− Ketebalan media kumulatif (Fair, Geyer & Okun, 1958), L : L = k ⋅ (log d + 1.4 ), k = 12

Distribusi lapisan media penyangga :

Diameter inchi 0,1 0,4 0,9 1,6 2,5

Tebal Kum inchi 4,8 12,02 16,25 19,25 21,58

Tebal Lapisan inchi cm 4,8 12,19 7,22 18,35 4,23 10,73 3 7,62 2,33 5,91 54,8 Total Kedalaman media penyangga : 54,80 cm ≈ 55 cm Desain Bak Filtrasi Kapasitas pengolahan, Q = 0,3 m3/s = 6,82 MGD Kecepatan filtrasi direncanakan, vf = 195 m3/hr-m2 = 2,26 x 10-3 m/s Jumlah bak filtrasi, nbak : nbak = 1,2 ⋅ Q 0.5 = 1,2 ⋅ (6,82 MGD) 0,5 = 3,13 ≈ 4buah

Kapasitas tiap bak, q : q=

Q 0,3m 3 / s = = 0,075m 3 / s nbak 4

Luas permukaan bak, Abak : Abak =

q 0,075m 3 / s = = 33,23m 2 −3 Vf 2,26 ⋅ 10 m / s

Dimensi bak : p : l = 2 :1 Abak = p × l = 1 / 2 ⋅ p 2 p = 2 Abak = 2 ⋅ 33,23m 2 = 8,15m ≈ 8m l=p

2

= 4m

Luas permukaan bak sebenarnya, Abak : Abak = p × l = 8m × 4m = 32m 2


F ‐ 58


Kecepatan filtrasi sebenarnya, vf : vf =

q 0,075m 3 / s = = 2,34 × 10 −3 m / s → OK! p×l 8m ⋅ 4m

Kontrol Operasi Bila dilakukan pengurasan, 1 bak tidak beroperasi jumlah bak yang beroperasi menjadi 3 bak maka, q : q=

Q 0,3m 3 / s = = 0,1m 3 / s 3 3

Kecepatan filtrasi, vf : vf =

q 0,1m 3 / s = = 3,125 × 10 −3 m / s = 270m 3 / hr ⋅ m 2 → OK! 2 Abak (8 ⋅ 4)m

Desain Sistem Underdrain Sistem underdrain pada saringan pasir cepat ini terdiri dari orifice, pipa lateral, dan pipa manifold.

Orifice Diameter orifice, dor = 0,5 inchi = 0,0127 m Luas orifice, Aor : Aor =

1 1 2 ⋅ π ⋅ d or = ⋅ π ⋅ (0,0127 m) 2 = 1,27 × 10 − 4 m 2 4 4

Luas total orifice, Aortot : Aortot : Abak = 3 × 10 −3 : 1 Aortot = 3 × 10 −3 × Abak = 3 × 10 −3 × 32m 2 = 0,096m 2

Jumlah orifice, nor : nor =

Aortot 0,096m 2 = = 757,83 ≈ 758buah Aor 1,27 × 10 − 4 m 2

Pipa Lateral Luas pipa lateral : Luas orifice = 2 : 1 Luas lateral total, Altot : Altot =

2 × Aortot = 2 × 0,096m 2 = 0,192m 2 1


F ‐ 59


Panjang manifold = panjang bak, pm = 8 m Jarak antar pipa lateral, jl = 5 inchi = 0,127 m Jumlah pipa lateral, nl : nl =

pm 8m ⋅2 = ⋅ 2 = 125,98 ≈ 126buah jl 0,127 m

Luas per lateral, Al : Al =

Altot 0,192m 2 = = 1,52 × 10 −3 m 2 nl 126

Diameter lateral, dl : dl =

4 ⋅ Al

π

=

4 ⋅ 1,52 × 10 −3 m 2

π

= 0,044m = 1,73inchi ≈ 2inchi

d l = 2inchi = 0,0508m

Jumlah orifice per lateral, nol : nol =

nor 758 = = 6,02 ≈ 6buah nl 126

Pipa Manifold Luas manifold : Luas lateral = 1,5 : 1 Luas manifold, Am : Am =

1,5 × Altot = 1,5 × 0,192m 2 = 0,288m 2 1

Diameter manifold, dm : dm =

4 ⋅ Am

π

=

4 ⋅ 0,288m 2

π

= 0,6055m = 23,84inchi ≈ 24inchi

d m = 24inchi = 0,6096m

Luas manifold sebenarnya, Am : Am =

1 1 2 ⋅ π ⋅ d m = ⋅ π ⋅ (0,6096m) 2 = 0,292m 2 4 4

Panjang lateral, pl : pl =

Lbak − d m 4m − 0,6096m = = 1,695m ≈ 1,7 m 2 2


F ‐ 60


Jarak antar orifice, jor : j or =

pl 1,7 m = = 0,28m = 11,12inchi ≈ 11inchi nol 6

Cek Jumlah orifice total sebenarnya, nor : nor = nol ⋅ nl = 6 ⋅ 126 = 756buah

Luas orifice total sebenarnya, Aortot : Aortot = nor × Aor = 756 × 1,27 × 10 −4 m 2 = 0,096m 2

Luas orifice : Luas media : Aortot : Abak = 0,096m 2 : 32m 2 = 2,99 × 10 −3 : 1 → OK!

Luas lateral total sebenarnya, Altot : 1 Altot = nl × Al = 126 × ⋅ π ⋅ (0,0508m) 2 = 0,2554m 2 4

Luas lateral : Luas orifice : Altot : Aortot = 0,2554m 2 : 0,096m 2 = 2,67 : 1 → OK!

Luas manifold : Luas lateral : Am : Altot = 0,292m 2 : 0,2554m 2 = 1,14 : 1 → OK!

Kehilangan Tekan Pada Saat Permulaan Filtrasi Media Pasir Diameter

ø Tengah (di)

Xi

Xi/di2

mm 0,27 - 0,37 0,37 - 0,49 0,49 - 0,65

mm 0,32 0,43 0,56

% 8,34 33,39 58,27 Total

(mm-2) 0,81 1,81 1,86 4,48


F ‐ 61


Kehilangan tekan pada media pasir, hp : hp =

(1 − ε ) ⋅ ⎛ 6 ⎞ ⋅ L ⋅ X i k ⋅ V f ⋅υ ⋅ ⎜ ⎟ ∑d 2 ε3 ⎝Φ⎠ g i

hp =

5 ⋅ 2,34 × 10−3 m / s ⋅ 9,539 × 10− 7 m2 / s (1 − 0,42)2 ⎛ 6 ⎞ 106 mm2 ⋅ ⋅⎜ ⎟ ⋅ 0,2m ⋅ 4,48mm− 2 ⋅ 2 3 9,81m / s 0,42 m2 ⎝ 0,82 ⎠

2

2

2

hp = 0,25m

Media Antrasit Diameter

ø Tengah (di)

Xi

Xi/di2

mm 0,97 - 1,24 1,24 - 1,57 1,57 - 1,87

mm 1,1 1,4 1,71

% 18,08 33,41 48,51 Total

(mm-2) 0,15 0,17 0,17 0,49

Kehilangan tekan pada media antrasit, ha : (1 − ε ) ⋅ ⎛ 6 ⎞ ⋅ L ⋅ X i k ⋅ V f ⋅υ ⋅ ⎜ ⎟ ∑d 2 ε3 g ⎝Φ⎠ i 2

2

ha =

2

106 mm 2 5 ⋅ 2,34 × 10 − 3 m / s ⋅ 9,539 × 10− 7 m 2 / s (1 − 0,42) 2 ⎛ 6 ⎞ ⋅ ⋅⎜ ⎟ ⋅ 0,6m ⋅ 0,49mm − 2 ⋅ 2 3 9,81m / s 0,42 m2 ⎝ 0,72 ⎠ ha = 0,1m ha =

Media Kerikil Diameter

Tebal Lapisan

Xi

Xi/di2

mm 2,54 10,16 22,86 40,64 63,5 Total

cm 12,19 18,35 10,73 7,62 5,91 54,80

% 29,45 44,32 25,93 18,40 14,27 132,37

(mm-2) 0,04565 0,00429 0,00050 0,00011 0,00004 0,051

Kehilangan tekan pada media kerikil, hk : (1 − ε ) ⋅ ⎛ 6 ⎞ ⋅ L ⋅ X i k ⋅ V f ⋅υ ⋅ ⎜ ⎟ ∑d2 ε3 g ⎝Φ⎠ i 2

hk =

2

2

106 mm 2 5 ⋅ 2,34 × 10− 3 m / s ⋅ 9,539 × 10 − 7 m 2 / s (1 − 0,4) 2 ⎛ 6 ⎞ ⋅ ⋅ ⎜⎜ ⎟ ⋅ 0,548m ⋅ 0,051mm − 2 ⋅ ⎟ 2 3 m2 9,81m / s 0,4 ⎝ 0,95 ⎠ hk = 0,01m hk =


F ‐ 62


Orifice − Debit melalui orifice, qor : q or =

0,075m 3 / s q = = 9,92 × 10 −5 m 3 / s 756 nor

− Kehilangan tekan melalui orifice, hor : hor = k

(9,92 × 10 = 2,4 ⋅ ⋅ 2g (1,27 × 10 m )

qor Aor

2

2

−5

−4

2 2

m3 / s

)

2

⋅ 2 ⋅ 9,81m / s 2

= 0,075m

Lateral − Diameter lateral, dl = 2 inchi = 0,0508 m − Panjang lateral, pl = 1,695 m − Debit melalui lateral, ql : ql =

q 0,075m 3 / s = = 5,95 × 10 − 4 m 3 / s nl 126

− Kecepatan melalui lateral, vl : vl =

ql 5,95 × 10 −4 m 3 / s = = 0,29m / s Al 1 2 ⋅ π ⋅ (0,0508m ) 4

− Kehilangan tekan melalui lateral, hl : 2 L V 1,695m (0,29m / s ) 1 1 ⋅ f ⋅ l ⋅ l = ⋅ 0,026 ⋅ ⋅ = 1,27 × 10 −3 m dl 2g 3 0,0508m 2 ⋅ 9,81m / s 2 3 2

hl =

Manifold

− Diameter manifold, dm = 24 inchi = 0,6096 m − Panjang manifold, pm = 8 m − Debit melalui manifold, qm = 0,075 m3/s − Kecepatan melalui manifold, vm : vm =

qm 0,075m 3 / s = = 0,257m / s 2 Am 1 ⋅ π ⋅ (0,6096m ) 4

− Kehilangan tekan melalui manifold, hm : L V (0,257m / s )2 = 3,8 × 10 −4 m 1 1 8m ⋅ hm = ⋅ f ⋅ m ⋅ m = ⋅ 0,026 ⋅ 3 d m 2g 3 0,6096m 2 ⋅ 9,81m / s 2 2


F ‐ 63


Total kehilangan tekan, ΔH : ΔH = h p + ha + hk + hor + h l + hm ΔH = 0,25m + 0,1m + 0,01m + 0,075m + 1,27 × 10 −3 m + 3,8 × 10 − 4 m ΔH = 0,4366m ≈ 0,44m

Ketinggian air maksimum, Hmaks = 1 m Tambahan ketinggian akibat clogging, Hcloging = 1 m Ketinggian bak filtrasi, H : H = H p + H a + H k + ΔH + H maks + H c log ing H = 0,2m + 0,6m + 0,55m + 0,44m + 1m + 1m = 3,78m

Freeboard = 22 cm Desain Sistem Inlet Sistem inlet pada unit filtrasi ini direncanakan terdiri dari saluran inlet dan zona inlet. Saluran Inlet Saluran inlet merupakan sistem perpipaan yang menghubungkan unit sedimentasi dengan unit filtrasi. Kecepatan pengaliran direncanakan 1 m/s dengan debit yang melalui pipa adalah 0,075 m3/s.

Luas penampang pipa inlet, A : A=

q 0,075m 3 / s = = 0,075m 2 v 1m / s

Diameter pipa inlet, d : d=

4⋅ A

π

=

4 ⋅ 0,075m 2

π

= 0,3090m = 12,1661inchi ≈ 12inchi

d = 12inchi = 0,3048m Kecepatan aliran sebenarnya pada inlet, v : v=

q 0,075m 3 / s = = 1,028m / s A 1 2 ⋅ π ⋅ (0,3048m) 4

Panjang pipa terjauh direncanakan, L = 15 m


F ‐ 64


Kehilangan tekan sepanjang pipa inlet, Hmayor : 1 / 0 , 54

H mayor

⎞ ⎛ q ⋅ L0,54 ⎟ = ⎜⎜ 2 , 63 ⎟ ⎠ ⎝ 0,2785 ⋅ C ⋅ d

H mayor

⎛ 0,075m 3 / s ⋅ (15m) 0,54 ⎞ ⎟ = ⎜⎜ 2 , 63 ⎟ ⎝ 0,2785 ⋅ 110 ⋅ (0,3048m) ⎠

1 / 0 , 54

= 0,0714m

Kehilangan tekan akibat aksesoris pipa, Hminor : Aksesoris

Jumlah

k

Elbow 90° - 12" Gate valve - 12"

3 1

0,3 0,2

v m/s 1,028 1,028 Σ ΔHminor

ΔHminor m 0,0485 0,0108 0,0592

H min or = 0,0592m

Kehilangan tekan pada saluran inlet, ΔHin : ΔH in = H mayor + H min or = 0,0714m + 0,592m = 0,1306m ≈ 0,13m Zona Inlet Zona inlet direncanakan memiliki dimensi sebagai berikut :

Lebar zona inlet = lebar bak filtrasi, l = 4 m Panjang zona inlet, p = 0,5 m Kedalaman zona inlet, h = 1 m Desain Sistem Outlet Sistem outlet pada unit ini berupa saluran perpipaan dengan kecepatan aliran 1 m/s dan panjang pipa outlet terjauh, L = 10 m. Debit air yang melalui pipa adalah 0,075 m3/s.

Luas penampang pipa outlet, A : A=

q 0,075m 3 / s = = 0,075m 2 v 1m / s

Diameter pipa outlet, d : d=

4⋅ A

π

=

4 ⋅ 0,075m 2

π

= 0,3090m = 12,1661inchi ≈ 12inchi

d = 12inchi = 0,3048m


F ‐ 65


Kecepatan aliran sebenarnya pada outlet, v : v=

q 0,075m 3 / s = = 1,028m / s A 1 2 ⋅ π ⋅ (0,3048m) 4

Panjang pipa terjauh direncanakan, L = 10 m Kehilangan tekan sepanjang pipa outlet, Hmayor : 1 / 0 , 54

H mayor

⎞ ⎛ q ⋅ L0,54 ⎟ = ⎜⎜ 2 , 63 ⎟ ⎠ ⎝ 0,2785 ⋅ C ⋅ d

H mayor

⎛ 0,075m 3 / s ⋅ (10m) 0,54 ⎞ ⎟ = ⎜⎜ 2 , 63 ⎟ ⎝ 0,2785 ⋅ 110 ⋅ (0,3048m) ⎠

1 / 0 , 54

= 0,0476m

Kecepatan aliran pada pipa outlet yang terhubung dengan pipa manifold, vm : vm =

qm 0,075m 3 / s = = 0,257 m / s Am 1 2 ⋅ π ⋅ (0,6096m ) 4


Jumlah

k

Tee - 24 " Elbow 90° - 24" Gate valve - 24" Reducer 24" - 12" Elbow 90° - 12"

1 1 1 1 3

1,5 0,3 0,2 0,3 0,3

v m/s 0,257 0,257 0,257 1,028 1,028 Σ ΔHminor

ΔHminor m 0,0050 0,0010 0,0007 0,0162 0,0485 0,0714

H min or = 0,0714m

Kehilangan tekan pada sistem outlet, ΔHout : ΔH out = H mayor + H min or = 0,0476m + 0,0714m = 0,119m ≈ 0,12m

Desain Sistem Pencucian Sistem pencucian filter dilakukan dengan mengalirkan air dengan arah aliran terbalik, yaitu dari bawah ke atas. Aliran terbalik ini dilakukan dengan menggunakan menara air.

Kecepatan backwash, vbw = 975 m3/hr-m2 = 0,0113 m/s Luas penampang filter, Abak = 32 m2 PERENCANAAN PENGEMBANGAN IPAM PDAM TIRTA DARMA AYU KAB.INDRAMAYU JAWA BARAT

F ‐ 66


Lama pencucian, tbw = 5 menit = 300 s Debit backwash, qbw : qbw = Abak × Vbw = 32m 2 × 0,0113m / s = 0,361m 3 / s Keadaan Media Pada Saat Terekspansi Akibat Backwash Pada saat backwash media penyaring yang terdiri dari pasir dan antrasit akan terekspansi, sedangkan media penyangga tidak ikut terekspansi. Keadaan media pada saat terekspansi dapat diperhitungkan dengan persamaan-persamaan berikut ini :

ρw k ε e3 = e ⋅ Vbw ⋅ υ ⋅ 1− εe g ρm − ρw Le = L ⋅ (1 − ε ) ⋅ ∑

⎛ 6 ⋅ ⎜⎜ ⎝ Φ ⋅ di

⎞ ⎟⎟ ⎠

2

Xi 1− εe

Media Pasir ε

Li

εe3/(1-εe)

Diameter

ø Tengah (di)

1/(1-εe)

εe

Lie

mm

mm

0,27 - 0,37

0,32

0,42

0,017

1,428

3,69

0,73

0,036

0,37 - 0,49

0,43

0,42

0,067

0,787

2,86

0,65

0,111

0,49 - 0,65

0,56

0,42

0,117

0,448

2,36

0,58

0,16

Total

0,2

Total

0,306

m

m

Persentase tinggi ekspansi media pasir, %eksp : % eksp =

∑L −∑L ∑L ie

i

× 100% =

i

0,306m − 0,2m × 100% = 53% 0,2m

Media Antrasit ε

Li

εe3/(1-εe)

Diameter

ø Tengah (di)

1/(1-εe)

εe

Lie

mm

mm

0,97 - 1,24

1,1

0,42

0,108

0,508

2,45

0,59

0,154

1,24 - 1,57

1,4

0,42

0,2

0,314

2,13

0,53

0,248

1,57 - 1,87

1,71

0,42

0,291

0,208

1,91

0,48

0,322

Total

0,6

Total

0,724

m

m

Persentase tinggi ekspansi media antrasit, %eksa : % eksa =

∑L −∑L ∑L ie

i

i

× 100% =

0,724m − 0,6m × 100% = 20,67% 0,6m


F ‐ 67


Kehilangan Tekan Pada Saat Backwash

Media Pasir εe

Lie

(1-εe)2/εe3

(1-εe)2/εe3 x Lie/di

Diameter

ø Tengah (di)

mm

mm

0,27 - 0,37

0,32

0,73

0,036

0,19

67.741,44

0,37 - 0,49

0,43

0,65

0,111

0,444

271.562,52

0,49 - 0,65

0,56

0,58

0,16

0,938

469.895,03

Total

0,306

m-1

m

809.199

Kehilangan tekan saat backwash pada media pasir, hpbw :

(1 − ε e ) Lie ke ⎛6⎞ ⋅ Vbw ⋅ υ ⋅ ⎜ ⎟ ⋅ ∑ ⋅ 2 Φ g ε e3 di ⎝ ⎠ 2

h pbw =

2

2

4 ⋅ 0,0113m / s ⋅ 9,539 × 10 −7 m 2 / s ⎛ 6 ⎞ ⋅⎜ ⎟ ⋅ 809.199m −1 0 , 82 9,81m / s 2 ⎝ ⎠ = 0,19m

h pbw = h pbw

Media Antrasit εe

Lie

(1-εe)2/εe3

(1-εe)2/εe3 x Lie/di

Diameter

Ø Tengah (di)

mm

mm

0,97 - 1,24

1,1

0,59

0,154

0,804

102.994,12

1,24 -1,57

1,4

0,53

0,248

1,476

187.783,86

1,57 - 1,87

1,71

0,48

0,322

2,535

278.363,2

Total

0,724

m-1

m

569.141,17

Kehilangan tekan saat backwash pada media antrasit, habw :

(1 − ε e ) Lie ke ⎛6⎞ ⋅ 2 ⋅ Vbw ⋅ υ ⋅ ⎜ ⎟ ⋅ ∑ g di ε e3 ⎝Φ⎠ 2

habw =

2

2

habw habw

4 ⋅ 0,0113m /⋅ 9,539 × 10 − 7 m 2 / s ⎛ 6 ⎞ = ⋅⎜ ⎟ ⋅ 569.141,17m −1 2 9,81m / s ⎝ 0,72 ⎠ = 0,17m


F ‐ 68


Media Kerikil Diameter

Tebal Lapisan

Xi/di2

Xi

mm cm % (mm-2) 2,54 12,19 29,45 0,04565 10,16 18,35 44,32 0,00429 22,86 10,73 25,93 0,00050 40,64 7,62 18,40 0,00011 63,5 5,91 14,27 0,00004 Total 54,80 132,37 0,051 Kehilangan tekan saat backwash pada media penyangga, hkbw : hk =

(1 − ε ) k ⋅ V f ⋅υ ⋅ ε3 g

hk =

5 ⋅ 0,0113m / s ⋅ 9,539×10−7 m2 / s (1 − 0,4)2 ⎛ 6 ⎞ 106 mm2 ⋅ ⋅⎜ ⎟ ⋅ 0,548m ⋅ 0,051mm−2 ⋅ 2 3 9,81m / s 0,4 m2 ⎝ 0,95 ⎠

2

2

X ⎛6⎞ ⋅ ⎜ ⎟ ⋅ L ⋅ ∑ 2i di ⎝Φ⎠ 2

hk = 0,034m

Orifice − Debit melalui orifice pada saat backwash, qorbw : q orbw =

qbw 0,3611m 3 / s = = 4,78 × 10 − 4 m 3 / s nor 756

− Kehilangan tekan melalui orifice pada saat backwash, horbw : horbw = k

(4,78 × 10 = 2,4 ⋅ ⋅ 2g (1,27 × 10 m )

q orbw Aor

2

2

−4

−4

2 2

m3 / s

)

2

⋅ 2 ⋅ 9,81m / s 2

= 1,739m

Lateral − Diameter lateral, dl = 2 inchi = 0,0508 m − Panjang lateral, Pl = 1,695 m − Debit melalui lateral pada saat backwash, qlbw : qlbw =

qbw 0,3611m 3 / s = = 2,87 × 10 −3 m 3 / s nl 126

− Kecepatan melalui lateral pada saat backwash, vlbw : vlbw =

qlbw 2,87 × 10 −3 m 3 / s = = 1,414m / s 1 Al 2 ⋅ π ⋅ (0,0508m ) 4


F ‐ 69


− Kehilangan tekan melalui lateral pada saat backwash, hlbw : 2 Ll Vlbw 1 1 1,695m (1,414m / s ) = ⋅f⋅ ⋅ = ⋅ 0,026 ⋅ ⋅ = 0,029m 3 dl 2g 3 0,0508m 2 ⋅ 9,81m / s 2 2

hlbw

Manifold − Diameter manifold, dm = 24 inchi = 0,6096 m − Panjang manifold, Pm = 8 m − Debit melalui manifold pada saat backwash, qmbw = 0,3611 m3/s − Kecepatan melalui manifold pada saat backwash, vmbw : v mbw =

q mbw 0,3611m 3 / s = = 1,237 m / s 1 Am 2 ⋅ π ⋅ (0,6096m ) 4

− Kehilangan tekan melalui manifold pada saat backwash, hmbw : L V (1,237m / s )2 = 8,87 ×10−3 m 1 1 8m hmbw = ⋅ f ⋅ m ⋅ mbw = ⋅ 0,026 ⋅ ⋅ 3 d m 2g 3 0,6096m 2 ⋅ 9,81m / s 2 2

Pipa pencuci dari Menara Air − Jarak antara menara air dengan bak filtrasi terjauh, L = 15 m − Pipa yang digunakan adalah pipa besi, C = 110 − Kecepatan pencucian, vp = 3 m/s − Luas penampang pipa, Ap : Ap =

qbw 0,3611m 3 / s = = 0,12m 2 vp 3m / s

− Diameter pipa, dp : dp =

4 ⋅ Ap

π

4 ⋅ 0,12m 2

=

π

= 0,3915m = 15,41 ≈ 16inchi

d p = 16inchi = 0,4064m Kecepatan sebenarnya di dalam pipa pencucian, vp : vp =

qbw 1 2 ⋅π ⋅ db 4

=

0,3611m 3 / s 1 2 ⋅ π ⋅ (0,4064m ) 4

= 2,784m / s → OK!


F ‐ 70


− Kehilangan tekan pada pipa, Hmayor : H mayor

⎞ ⎛ qbw ⋅ L0,54 ⎟ =⎜ 2 , 63 ⎟ ⎜ 0,2785 ⋅ C ⋅ d p ⎠ ⎝

1 / 0,54

⎛ 0,3611m / s ⋅ (15m)0,54 ⎞ ⎟ = ⎜⎜ 2, 63 ⎟ ⎝ 0,2785 ⋅ 110 ⋅ (0,4060m) ⎠

1 / 0,54

= 0,32m

− Kehilangan tekan akibat aksesoris, Hminor : H min or = H mayor = 0,32m − Kehilangan tekan pada pipa pencuci, hpp : h pp = H min or + H mayor = 0,32m + 0,32m = 0,64m

Total kehilangan tekan pada saat backwash, ΔHbw : ΔH bw = h pbw + habw + hkbw + horbw +h lbw +hmbw + h pp ΔH bw = 0,19m + 0,17m + 0,034m + 1,739m + 0,029m + 8,87 × 10−3 m + 0,64m ΔH bw = 2,8213m ≈ 2,8m

Kedalaman media saat terekspansi, Hmbw : H mbw = H pbw + H abw + H k H mbw = 0,306m + 0,724m + 0,548m = 1,578m ≈ 1,6m

Desain Saluran Penampung Air Pencuci Air pencuci yang berada di atas media penyangga dialirkan ke saluran penampung (gutter) melalui pelimpah, setelah itu dialirkan menuju gullet kemudian menuju saluran pembuangan. Gutter dan Pelimpah Dasar gutter harus diletakkan di atas ekspansi maksimum pada saat pencucian agar media penyaring tidak ikut terbawa pada saat pencucian dilakukan. Sehingga, dasar gutter harus diletakkan lebih besar 1,6 m di atas dasar bak filtrasi (H media terekspansi = 1,6 m). Pada unit filtrasi ini direncanakan gutter diletakkan 2 m dari dasar bak filtrasi.

Gutter − Direncanakan jumlah gutter, ng = 1 buah − Debit backwash, qbw = 0,3611 m3/s − Lebar gutter, Lg = 0,5 m


F ‐ 71


− Kedalaman air dalam gutter, hg : ⎛ qg hg = ⎜ ⎜ 1,38 ⋅ L g ⎝

⎞ ⎟ ⎟ ⎠

2/3

⎛ 0,3611m 3 / s ⎞ ⎟⎟ = ⎜⎜ ⎝ 1,38 ⋅ 0,5m ⎠

2/3

= 0,65m

− Freeboard = 15 cm

Pelimpah − Jumlah pelimpah, np = 2 buah − Panjang pelimpah = panjang bak filtrasi, Pp = 8 m − Total panjang pelimpah, Pptot = 16 m − Beban pelimpah, Wp : Wp =

qg

=

p ptot

0,3611m 3 / s = 0,023m 3 / s ⋅ m 16m

− Tinggi muka air di atas pelimpah, hp : ⎛ q h p = ⎜ bw ⎜ 3,33L p ⎝

⎞ ⎟ ⎟ ⎠

2/3

⎛ 35,32 ft 3 / s ⎞ ⎜ 0,3611m 3 / s ⋅ ⎟ 3 m / s ⎜ ⎟ = ⎜ ⎟ 3,281 ft ⎜ 3,33 ⋅ 16m ⋅ m ⎟ ⎝ ⎠

2/3

= 0,175 ft = 0,053m

Saluran Pembuangan Saluran pembuangan direncanakan berupa pipa dengan kecepatan aliran pada saluran pembuangan sebesar 2 m/s dan debit backwash sebesar 0,3611 m3/s.

Luas penampang pipa pembuangan, Ab : Ab =

qbw 0,3611m 3 / s = = 0,181m 2 vb 2m / s

Diameter pipa pembuangan, db : db =

4 ⋅ Ab

π

4 ⋅ 0,181m 2

=

π

= 0,479m = 18,877inchi ≈ 20inchi

d b = 20inchi = 0,508m

Kecepatan sebenarnya di dalam pipa pembuangan, vb : vb =

qbw 1 2 ⋅π ⋅ db 4

=

0,3611m 3 / s 1 2 ⋅ π ⋅ (0,508m ) 4

= 1,782m / s → OK!


F ‐ 72


Dimensi saluran pembuangan ke bak sirkulasi : − Panjang saluran, P = 10 m − Lebar saluran, L = 0,5 m − Kedalaman saluran, h = 0,5 m − Freeboard = 0,25 m

Kecepatan aliran di saluran, vout : vout =

q bw 0,3611m 3 / s = = 1,44m / s L ⋅ h 0,5m ⋅ 0,5m

Jari-jari hidrolis, R : R=

L⋅h 0,5m ⋅ 0,5m = = 0,167 m L + 2h 0,5m + 2 ⋅ 0,5m


2

⎛ 1,44m / s ⋅ 0,013 ⎞ ⎛v ⋅n⎞ ⎟⎟ = 0,00384 S = ⎜ out2 / 3 ⎟ = ⎜⎜ 2/3 ⎝ R ⎠ ⎝ (0,167) ⎠

Kehilangan tekan di saluran, HL : H L = S ⋅ P = 0,00384 ⋅ 10m = 0,0384m

F.8. Desinfeksi Desinfeksi adalah proses penghilangan mikroorganisme patogen yang terdapat di dalam air.

Data Perencanaan : Debit pengolahan, Q = 0,3 m3/s Desinfeksi yang akan digunakan adalah kaporit dalam bentuk padatan. Pembubuhan kaporit ke dalam bak pembubuh dilakukan 24 jam sekali. Jumlah bak pembubuh adalah 2 (1 operasional – 1 cadangan) dengan bentuk silinder.

Dosis kaporit (100%) = 5,81 mg/L Berat Jenis kaporit, ρkpr = 0,86 Kg/L Konsentrasi kaporit, Ckpr = 10%


F ‐ 73


Perhitungan : Dimensi Bak Pembubuh Kebutuhan kaporit, mkpr : mkprt = Q × DosisKaporit 1000 L m3 = 1.743mg / s = 150,59kg / hari

mkprt = 0,3m 3 / s × 5,81mg / L × mkprt

Debit kaporit, qkprt : mkprt

q kprt =

ρ kprt 150,59kg / hari = 175,11L / hari 0,86kg / L

q kprt =

Volume kaporit tiap pembubuhan, Vkpr : Vkprt = q kprt ⋅ t d Vkprt = 175,11L / hari ⋅ 1hari = 175,11L = 0,175m 3

Volume pelarut, Vair : 1 − C kprt Vair =

C kprt

× m kprt

ρ air

1 − 0,1 × 150,59kg / hari 0,1 ⋅ td = ⋅ 1hari = 1,359m 3 997,5kg / m 3

Volume larutan, V : V = Vkprt + Vair V = 0,175m 3 + 1,359m 3 = 1,534m 3 ≈ 1,6m 3

Dimensi bak pembubuh : − Ketinggian bak pembubuh, h = 1 m − Diameter bak pembubuh, d : A= d=

V 1,6m 3 = = 1,6m 2 h 1m 4⋅ A

π

=

4 ⋅ 1,6m 2

π

= 1,427 m ≈ 1,5m

− Freeboard = 30 cm


F ‐ 74


Pompa Pembubuh Kaporit Data Perencanaan : Jumlah pompa adalah 2 (1 operasional – 1 cadangan). Efisiensi pompa, η = 0.85 Head pompa disediakan, H = 10 m Debit larutan kaporit, ql = 1,534 m3/hari = 1,77 x 10-5 m3/s Perhitungan : Massa jenis larutan, ρl : ρl =

C kprt

ρ kprt ρl =

+

1 1 − C kprt

ρ air 1

0,1 1 − 0,1 + 860kg / m 3 997,5kg / m 3

= 981,8kg / m 3

Daya pompa, P : P=

ρ l ⋅ g ⋅ ql ⋅ H 981,8kg / m 3 ⋅ 9,81m / s 2 ⋅ 1,77 × 10 −5 m 3 / s ⋅ 10m = η 0,85

P = 2,012Watt Pompa yang akan digunakan memiliki motor dengan daya 80 Watt (Grunfos).

F.9. Netralisasi Pada perencanaan instalasi pengolahan air minum ini netralisasi dilakukan dengan melakukan pembubuhan kapur ke dalam air dengan tujuan menghilangkan agresifitas di dalam air.

Data Perencanaan : Debit Pengolahan, Q = 0,3 m3/s Zat penetralisasi yang akan digunakan adalah kapur dalam bentuk padatan.

Pembubuhan kapur ke dalam bak pelarut dilakukan 24 jam sekali. Jumlah bak pelarut adalah 2 (1 operasional – 1 cadangan) dengan bentuk silinder.

Bak penjenuh kapur memiliki waktu kontak selama 1 jam.


F ‐ 75


Jumlah bak penjenuh kapur adalah 2 (1 operasional – 1 cadangan) dengan bentuk silinder dengan dasar berbentuk konus.

Dosis kapur (100%) = 17,14 mg/L Persentase kandungan kapur = 70 % Berat Jenis kapur, ρkapur = 3,71 kg/L Konsentrasi kapur, Ckapur = 10% Konsentrasi larutan kapur jenuh, Cs = 1100 mg/L = 0,11 % Kecepatan naik, vup = 4,17 x 10-4 m/s Perhitungan : Bak Pelarut Kapur Kebutuhan kapur, mkapur :

DosisKapur (100%) % KandunganKapur 17,14mg / L 1000 L = 0,3m 3 / s × × 0,7 m3 = 7.345,71mg / s = 634,67 kg / hari

mkapur = Q × mkapur mkapur

Debit kapur, qkapur :

q kapur = q kapur =

mkapur

ρ kapur 634,67 kg / hari = 171,07 L / hari 3,71kg / L

Volume kapur tiap pelarutan, Vkapur :

Vkapur = q kapur ⋅ t d Vkapur = 171,07 L / hari ⋅ 1hari = 171,07 L = 0,171m 3 Volume pelarut, Vair :

1 − C kapur Vair =

C kapur

× m kapur

ρ air

1 − 0,1 × 634,67 kg / hari 0,1 ⋅ td = ⋅ 1hari = 5,726m 3 3 997,5kg / m

Volume larutan, V : V = Vkapur + Vair V = 0,171m 3 + 5,726m 3 = 5,897 m 3 ≈ 6m 3


F ‐ 76


Dimensi bak pelarut :

− Ketinggian bak pembubuh, h = 1,5 m − Diameter bak pembubuh, d : A=

V 6m 3 = = 4m 2 h 1,5m 4A

d=

=

π

4 ⋅ 4m 2

π

= 2,257m ≈ 2,25m

− Freeboard = 20 cm Bak Penjenuh Kapur

Kapur yang telah dilarutkan dalam bak pelarut kemudian dimasukkan ke dalam lime saturator untuk dijenuhkan dengan cara menambahkan air pelarut sehingga mencapai konsentrasi jenuh, Cs = 1100 mg/L. Debit larutan kapur jenuh, qkj : q kj =

m k 634 ,67 kg / hari 10 6 mg m3 hari = ⋅ ⋅ ⋅ = 6 ,68 × 10 − 3 m 3 / s Cs 1100 mg / L kg 1000 L 86400 s

Luas permukaan lime saturator, Als :

Als =

q kj Vup

=

6,68 × 10 −3 m 3 / s = 16,014m 2 −4 4,17 × 10 m / s

Diameter bak, dls :

d ls =

4 ⋅ Als

π

4 ⋅ 16,014m 2

=

π

= 4,5m

Luas permukaan lime saturator sebenarnya, Als : Als = 0,25 ⋅ π ⋅ d ls = 0,25 ⋅ π ⋅ (4,5m) 2 = 15,9m 2 2

Tinggi silinder, hls : hls = Vup × t k = 4,7 × 10 −4 m / s × 3600 s = 1,5m

Volume silinder, Vls :

Vls =

1 1 2 2 ⋅ π ⋅ (d ls ) ⋅ hls = ⋅ π ⋅ (4,5m ) ⋅ 1,5m = 23,856m 3 4 4

Volume air dalam penjenuhan kapur, Vair : V air =

1 − Cs × m kapur Cs

ρ air

1 − 0,0011 × 634 ,67 kg / hari hari 0,0011 ⋅ td = ⋅ 3600 s ⋅ = 24 ,07 m 3 86400 s 997 ,5kg / m 3


F ‐ 77


Tinggi konus, hk :

hk = 0,5 ⋅ d ls ⋅ tan α = 0,5 ⋅ 4,5m ⋅ tan 45° = 2,25m Volume konus, Vk :

Vk =

1 1 ⋅ hk ⋅ Als = ⋅ 2,25m ⋅ 15,9m 2 = 11,928m 3 3 3

Volume total, V :

V = Vls + Vk = 23,856m 3 + 11,928m 3 = 35,784m 3 ≈ 35,8m 3 Freeboard = 0,2 m Pompa Pembubuh Kapur Jenuh Data Perencanaan : Jumlah pompa adalah 2 (1 operasional – 1 cadangan), sesuai jumlah

bak penjenuh kapur. Efisiensi pompa, η = 0,85 Head pompa disediakan, H = 10 m Debit larutan kapur jenuh, qkj = 6,68 x 10-3 m3/s Konsentrasi larutan kapur jenuh, Cs = 0,11% Perhitungan : Massa jenis larutan, ρl : ρl =

1 Cs

ρ kapur ρl =

+

1 − Cs

ρ air

1 = 998,3kg / m 3 0,0011 1 − 0,0011 + 3710kg / m 3 997,7 kg / m 3

Daya pompa, P : P=

ρ l ⋅ g ⋅ q kj ⋅ H 998,3kg / m 3 ⋅ 9,81m / s 2 ⋅ 6,68 × 10 −3 m 3 / s ⋅ 10m = 0,85 η

P = 769,403Watt

Pompa yang akan digunakan memiliki motor dengan daya 11 kWatt (Grunfos).


F ‐ 78


F.10. Menara Reservoir Menara air berfungsi untuk menampung air yang akan digunakan dalam

proses pencucian filter, pembubuhan bahan kimia, dan kebutuhan kantor. Data Perencanaan :

Jumlah menara reservoir adalah 2 buah yang akan dipergunakan untuk melayani kebutuhan unit-unit berikut : 1. Pencucian filter 2. Pembubuhan alum 3. Pembubuhan kaporit 4. Pelarutan kapur 5. Penjenuhan kapur 6. Kebutuhan kantor (diasumsikan jumlah karyawan adalah 40 orang dengan konsumsi air bersih sebesar 50 L/org/hari). Perhitungan : Volume air untuk satu kali pencucian filter, Vbw :

Vbw = q bw × t bw = 0,3611m 3 / s × 300s = 108,33m 3 Volume air untuk satu kali pembubuhan alum, Val = 3,12 m3 Volume air untuk satu kali pembubuhan kaporit, Vkprt = 1,36 m3 Volume air untuk satu kali pelarutan kapur, Vk = 5,73 m3 Volume air untuk satu kali penjenuhan kapur, Vjk = 24,07 m3 Volume air untuk kebutuhan kantor selama satu hari, Vkantor :

Vkantor = n kar × Qor × t = 40org × 50 L / org / hari × 1hari = 2000 L = 2m 3 Volume air tiap menara :

− Volume air menara 1, Vma1 : V ma = V bw + V kj V ma = 108 ,33 m 3 + 24 ,07 m 3 V ma = 132 , 40 m 3 ≈ 140 m 3

− Volume air menara 2, Vma2 : V ma = V bw + V al + V kprt + V k + V kantor

− V ma = 108 ,33 m 3 + 3,12 m 3 + 1,36 m 3 + 5,73 m 3 + 2 m 3 V ma = 120 ,54 m 3 ≈ 140 m 3


F ‐ 79


Dimensi menara air :

− Panjang,

p = 7m

− Lebar,

l

− Tinggi,

h = 4m

= 5m

− Freeboard

= 0,2 m

Tinggi menara air, hma :

H ma = ΔH bw + H gutter = 2,8m + 2m = 4,8m Dari perhitungan di atas diperoleh ketinggian minimum menara air, untuk mengantisipasi kehilangan tekan lainnya maka tinggi menara air direncanakan setinggi 10 m. Pompa Pengisi Menara Air

Sumber air untuk mengisi menara air adalah ground reservoir. Pengisian dilakukan melalui sistem perpipaan besi berdiameter 6 inchi (C = 110) dengan menggunakan pompa yang memiliki kapasitas sebesar 0,03 m3/s (η = 0,85). Kecepatan aliran dalam pipa, vp :

vp =

q pump Ap

=

0,03m 3 / s 1 2 ⋅ π ⋅ (0,1524m ) 4

= 1,645m / s

Kehilangan tekan pada pipa lurus, Hmayor : 1 / 0 , 54

H mayor

⎛ q pump ⋅ L0,54 ⎞ ⎟ =⎜ ⎜ 0,2785 ⋅ C ⋅ d 2,63 ⎟ ⎝ ⎠

H mayor

⎛ 0,03m 3 / s ⋅ (25m )0,54 ⎞ ⎟ = ⎜⎜ 2 , 63 ⎟ ⎝ 0,2785 ⋅ 110 ⋅ (0,1524m ) ⎠

1 / 0 , 54

= 0,6378m


Jumlah

k

Elbow 90° - 6" Gate valve - 6" Check valve - 6"

7 1 1

0,3 0,2 2,3

V m/s 1,645 1,645 1,645

ΔHminor m 0,2895 0,0276 0,3171

Σ ΔHminor

0,6341

H min or = 0,6341m PERENCANAAN PENGEMBANGAN IPAM PDAM TIRTA DARMA AYU KAB.INDRAMAYU JAWA BARAT

F ‐ 80


Kehilangan tekan pada pipa pengisi, ΔH :

ΔH = H mayor + H min or = 0,6378m + 0,6341m = 1,272m ≈ 1,27 m Head statis, Hs :

H s = hma + H ma + hrsvr + freeboardrsvr H s = 4m + 10m + 4m + 0,3m = 18,3m Head pompa yang dibutuhkan, Hp :

H p = ΔH + H s = 1,27m + 18,3m = 19,57 m Head pompa disediakan, H = 20 m Daya pompa, P :

P=

ρ ⋅ g ⋅ Q ⋅ H 997,5kg / m 3 ⋅ 9,81m / s 2 ⋅ 0,03m 3 / s ⋅ 20m = 0,85 η

P = 6907,39Watt Pompa yang akan digunakan memiliki motor dengan daya 11 kW (Grunfos). F.11. Reservoir Reservoir pada instalasi pengolahan air minum ini berupa ground reservoir

yang berfungsi sebagai tempat menampung air bersih setelah diproses di dalam instalasi, juga untuk mengekualisasi aliran dan tekanan bagi pelayanan kebutuhan air minum penduduk. Reservoir yang akan digunakan adalah groud reservoir dengan volume yang disesuaikan dengan pola pemakaian air yang ada. Kriteria Desain : Ambang Bebas dan Dasar Bak

− Ambang bebas minimum 30 cm di atas muka air tertinggi − Dasar bak minimum 15 cm dari muka air terendah Inlet dan Outlet

− Posisi dan jumlah pipa inlet ditentukan berdasarkan pertimbangan bentuk dan struktur tangki sehingga tidak ada daerah dengan aliran yang mati


F ‐ 81


− Pipa outlet dilengkapi dengan saringan dan diletakkan minimum 10 cm di atas lantai atau pada muka air terendah − Pipa inlet dan outlet dilengkapi dengan gate valve − Pipa peluap dan penguras memiliki diameter yang mampu mengalirkan debit air maksimum secara gravitasi dan saluran outlet harus terjaga dari kontaminasi luar. Ventilasi dan Manhole

− Reservoir dilengkapi dengan ventilasi, manhole, dan alat ukur tinggi muka air − Tinggi ventilasi ± 50 cm dari atap bagian dalam − Ukuran manhole harus cukup untuk dimasuki petugas dan kedap air. Data Perencanaan : Debit pengolahan, Q =0,3 m3/s Jumlah reservoir, n = 2 buah Kemiringan dasar bak 1/1000 Reservoir dilengkapi dengan buffle untuk mencegah aliran mati. Diameter pipa penguras, dpk = 6 inchi = 0,1524 m Diameter pipa peluap, dpl = 6 inchi = 0,1524 m Air dari reservoir dialirkan ke jaringan distribusi dengan menggunakan

sistem pemompaan dilengkapi hidrofor sebagai sarana pendukung. Diameter pipa distribusi, dd = 10 inchi = 0,254 m Jumlah pompa yang digunakan untuk distribusi adalah 6 buah ( 5

operasi dan 1 cadangan) Perhitungan :


F ‐ 82


Pemakaian air oleh masyarakat tiap satu jam (dalam %) :

Waktu (1) 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9 - 10 10 - 11 11 - 12 12 - 13 13 - 14 14 - 15 15 - 16 16 - 17 17 - 18 18 - 19 19 - 20 20 - 21 21 - 22 22 - 23 23 - 24 Total

Pemakaian per jam % (2) 6,23 5,77 5,54 4,84 6,23 5,77 3,92 3,23 3,11 2,65 2,65 2,65 2,54 2,31 2,77 3,58 4,27 4,27 4,38 4,61 4,15 3,92 4,38 6,23 100

Suplai per jam % (3) 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 100

Surplus

Defisit

% (4)

% (5) 2,06 1,6 1,37 0,67 2,06 1,6

0,25 0,94 1,06 1,52 1,52 1,52 1,63 1,86 1,4 0,59 0,1 0,1 0,21 0,44 0,02 0,25

12,56

0,21 2,06 12,48

Persentase volume reservoir, %V :

%V =

∑ surplus + ∑ defisit = 12,56% + 12,48% = 12,52% 2

2

Volume total reservoir, V : V = %V × Q × t = 12,52 % × 0,3m 3 / s × 86400 s = 3.245,184 m 3 ≈ 3.245,2 m 3


F ‐ 83


Volume masing-masing reservoir, Vr :

Vr =

V 3.245,2m 3 = = 1.622,6m 3 2 2

Dimensi reservoir :

− Kedalaman reservoir, h = 4 m − Luas permukaan reservoir, Ar : Ar =

Vr 1.622,6m 2 = = 405,65m 2 h 4m

− Panjang reservoir, P = 20,5 m − Lebar reservoir, L = 20 m − Freeboard = 30 cm Sistem Pemompaan Jumlah pompa yang digunakan adalah 6 buah ( 5 operasi dan 1

cadangan) Debit masing-masing pompa, qp :

qd =

Q 0,3m 3 / s = = 0,06m 3 / s = 60 L / s n 5

Diameter pipa distribusi, dpd = 10 inchi = 0,254 m Kecepatan aliran dalam pipa distribusi, vpd :

v pd =

qd 0,25 ⋅ π ⋅ d pd

2

=

0,06m 3 / s = 1,184m / s 0,25 ⋅ π ⋅ (0,254m) 2

Panjang pipa distribusi, L = 10 m Kehilangan tekan akibat pipa lurus, Hmayor : 1 / 0 , 54

H mayor

⎛ ⎞ q d ⋅ L0,54 ⎟ = ⎜⎜ 2 , 63 ⎟ ⎝ 0,2785 ⋅ C ⋅ d ⎠

H mayor

⎛ 0,06m 3 / s ⋅ (10m )0,54 ⎞ ⎟ = ⎜⎜ 2 , 63 ⎟ ⎝ 0,2785 ⋅ 110 ⋅ (0,254m ) ⎠

1 / 0 , 54

= 0,0765m


F ‐ 84



Jumlah

k


4 1 1

0,3 0,2 2,3

V m/s 1,184 1,184 1,184

ΔHminor m 0,0858 0,0143 0,1644

Σ ΔHminor

0,2644

H min or = 0,2644m Kehilangan tekan pada pipa pengisi, ΔH :

ΔH = H mayor + H min or = 0,0765m + 0,2644m = 0,3409m ≈ 0,34m Head statis, Hs :

H s = hr + freeboard r + hinlet H s = 4m + 0,3m + 1,3m = 5,6m Head pompa yang dibutuhkan, Hp :

H p = ΔH + H s = 0,34m + 5,6m = 5,94m Head pompa disediakan, H = 10 m Efisiensi pompa, η = 0,85 Massa jenis air, ρair = 997,5 kg/m3 Daya pompa, P :

P=

ρ ⋅ g ⋅ qc ⋅ H 997,5kg / m 3 ⋅ 9,81m / s 2 ⋅ 0,06m 3 / s ⋅ 10m = 0,85 η

P = 6.907,39Watt Pompa yang akan digunakan memiliki motor dengan daya 11 kW (Grunfos). F.12. Bak Sirkulasi Air yang telah digunakan untuk pencucian filter disirkulasikan kembali ke

unit prasedimentasi. Sebelum disirkulasikan, air ditampung di dalam suatu bak yang memiliki kapasitas untuk satu kali pencucian. Dari unit filtrasi, air pencuci dialirkan ke bak dengan menggunakan pipa berdiameter 20 inchi dan dilanjutkan dengan saluran pembuangan. Proses sirkulasi dilakukan dengan menggunakan pompa dan pipa penghantar dengan diameter 8 inchi.


F ‐ 85


Bak Penampung Direncanakan volume bak minimal harus mampu menampung air untuk

satu kali pencucian. Dengan demikian volume bak, V = 108,33 m3 ≈ 110 m3. Dimensi bak :

Panjang, P = 8 m Lebar, L = 5,5 m Kedalaman bak, h = 2,5 m Freeboard = 30 cm Sistem sirkulasi Sirkulasi air buangan dilakukan dengan menggunakan pompa. Jumlah

pompa yang digunakan adalah 2 buah (1 operasi dan 1 cadangan). Debit sirkulasi direncanakan sebesar 10 % dari debit pencucian.

Debit sirkulasi, qc :

q c = 0,1 ⋅ qbw = 0,1 ⋅ 0,3611m 3 / s = 0,036m 3 / s Diameter pipa sirkulasi, dpc = 8 inchi = 0,2032 m Kecepatan aliran dalam pipa sirkulasi, vpc :

v pc =

qc 0,25 ⋅ π ⋅ d pc

2

=

0,036m 3 / s = 1,114m / s 0,25 ⋅ π ⋅ (0,2032m) 2

Panjang pipa sirkulasi, L = 60 m Kehilangan tekan akibat pipa lurus, Hmayor : 1 / 0 , 54

H mayor

⎛ ⎞ q c ⋅ L0,54 ⎟ = ⎜⎜ 2 , 63 ⎟ ⎝ 0,2785 ⋅ C ⋅ d ⎠

H mayor

⎛ 0,036m 3 / s ⋅ (60m )0,54 ⎞ ⎟ = ⎜⎜ 2 , 63 ⎟ ⎝ 0,2785 ⋅ 110 ⋅ (0,2032m ) ⎠

1 / 0 , 54

= 0,5315m


F ‐ 86



Jumlah

k


4 1 1

0,3 0,2 2,3

V m/s 1,114 1,114 1,114

ΔHminor m 0,0758 0,0126 0,1454

Σ ΔHminor

0,2338

H min or = 0,2338m Kehilangan tekan pada pipa pengisi, ΔH :

ΔH = H mayor + H min or = 0,5315m + 0,2338m = 0,7654m ≈ 0,77 m Head statis, Hs :

H s = hc + freeboard c + h ps + freeboard ps H s = 2,5m + 0,3m + 1,5m + 0,3m = 4,6m Head pompa yang dibutuhkan, Hp :

H p = ΔH + H s = 0,77 m + 4,6m = 5,37 m Head pompa disediakan, H = 10 m Efisiensi pompa, η = 0,85 Massa jenis air, ρair = 997,5 kg/m3 Daya pompa, P :

P=

ρ ⋅ g ⋅ q c ⋅ H 997,5kg / m 3 ⋅ 9,81m / s 2 ⋅ 0,036m 3 / s ⋅ 10m = 0,85 η

P = 4.157,23Watt Pompa yang akan digunakan memiliki motor dengan daya 11 kW (Grunfos). Kontrol Unit Prasedimentasi

Akibat adanya sistem sirkulasi maka unit prasedimentasi akan mengalami pertambahan debit aliran. Oleh karena itu untuk mengetahui kelayakan kebutuhan pengolahan dari dimensi unit prasedimentasi yang telah direncanakan maka perlu dilakukan kontrol aliran (kontrol operasional dan kontrol penggerusan).


F ‐ 87


Kontrol Operasional Debit pengolahan, Q = 0,3 m3/s Debit sirkulasi, qc = 0,036 m3/s Debit pengolahan pada bak prasedimentasi, qpstot : q pstot = Q + q c = 0,3m 3 / s + 0,036m 3 / s = 0,336m 3 / s

Dengan jumlah bak prasedimentasi = 4 buah, maka qps :

q ps =

q pstot

=

n bak

0,336m 3 / s = 0,084m 3 / s 4

Luas permukaan bak, As = 294 m2 Beban permukaan, Q/As :

Q / As =

q ps As

=

0,084m 3 / s = 0,0002858m 3 / m 2 / s → OK! 294m 2

Persentase penyisihan, y/yo : −1 n

⎛ ⎞ −8 y = 1 − ⎜⎜1 + nvs ⎟⎟ = 1 − ⎛⎜1 + 1 / 8.0,00025m / s ⎞⎟ ⎜ 0,0002858m3 / m2 / s ⎟ yo q ⎟ ⎜⎜ ⎝ ⎠ ⎟ As ⎠ ⎝ y = 0,5640 = 56,40% yo

Volume bak, Vbak = 441 m3 Waktu detensi, td :

Vbak 441m 3 td = = = 5.248,26 s = 87,47 menit → OK! q ps 0,084m 3 / s Luas penampang bak, Across :

Across = L ⋅ h = 7 m ⋅ 1,5m = 10,5m 2 Kecepatan horizontal, vh :

vh =

q ps Across

=

0,084m 3 / s = 0,008m / s → OK! 10,5m 2


R=

L⋅h 7 m ⋅ 1,5m = = 1,05m L + 2h 7 m + 2 ⋅ 1,5m


F ‐ 88


Bilangan Reynold, NRe :

N Re =

v h .R

υ

=

0,008m / s.1,05m = 8.808,87 9,539.10 −7 m 2 / s


vh (0,022m / s )2 = 6,22 x10 −6 → OK! = g.R 9,81m / s 2 .0,68m 2

N Fr =

Kontrol Penggerusan Diketahui diameter terkecil partikel diskrit, d = 0,01 cm dan massa

jenis partikel, ρs = 2.650 kg/m3 serta massa jenis air, ρw = 997,5 kg/m3 Bilangan Reynold (harus<0,5), NRe : N Re =

Q / As .d

υ

=

0,0002858m 3 / m 2 / s.0,0001m = 0,030 → OK! 9,539.10 −7 m 2 / s

Untuk nilai α = 0,05 dan β = 0,02, maka kecepatan penggerusan, vg :

vg =

8β ( ρ s − ρ w )

α

ρw

gd =

8.0,02 (2650 − 997,5)kg / m 3 9,81m / s 2 .0,0001m 0,05 997,5kg / m 3

v g = 0,072m / s Syarat : vg > vh, agar partikel yang telah mengendap tidak pecah kembali. vg > vh = 0,072 m/s > 0,008 m/s → OK! Berdasarkan perhitungan ini maka kondisi bak yang direncanakan dapat memenuhi kriteria desain untuk unit prasedimentasi walaupun mengalami penambahan debit akibat sistem sirkulasi. Jadi, tidak diperlukan penambahan unit prasedimentasi. F.13. Sludge Drying Bed Sludge drying bed berfungsi untuk memisahkan air dari lumpur dengan cara

pengeringan dan penguapan. Unit ini akan menampung lumpur dari unit prasedimentasi dan sedimentasi. Kriteria Desain :

− Periode pengeringan

= 10 – 15 hari

− Tebal lapisan lumpur

< 6 ft


F ‐ 89


− Tebal lapisan tanah

= 225 – 300 mm

− Koefisien keseragaman

< 4

− Ukuran efektif tanah

= 0,3 – 0,75 mm

− Tebal lapisan kerikil

= 225 – 300 mm

− Kadar lumpur hasil pengeringan = 60% − Kemiringan dasar bak

= 0,5 – 1%

Data Perencanaan :

− Periode pengeringan, td = 10 hari − Tebal lumpur, hl = 1,8 m − Jumlah bak, n = 4 − Kemiringan dasar bak = 0,5% − Pipa drain, d = 6” = 0,1524 m − Bak akan dilengkapi dengan lapisan tanah dan kerikil untuk menahan lumpur. Karakteristik tanah dan kerikil adalah sebagai berikut : Media

Ukuran efektif mm

H mm

0,4 0,6 5 20 40

150 75 75 75 75

Pasir halus Pasir kasar Kerikil halus Kerikil sedang Kerikil kasar Perhitungan :

Debit lumpur dari unit prasedimentasi, Qlps : Qlps = n s × qlps = 4 × 38,88m 3 / hari = 155,52m 3 / hari

Debit lumpur dari unit sedimentasi, Qls :

Qls = n s × q ls = 4 × 6,19m 3 / hari = 24,77 m 3 / hari Volume lumpur total, Vltot : Vltot = (Qlps + Qls ) ⋅ t d = (155,52 + 24,77)m 3 / hari ⋅ 10hari = 1.802,95m 3

Jumlah lumpur per bak, Vlb :

Vlb =

Vltot 1.802,95m 3 = = 450,74m 3 n 4


F ‐ 90


Luas permukaan bak, As :

As =

VLb 450,74m 3 = = 250,41m 2 hl 1,8m

Panjang bed, P = 20 m Lebar bed, L :

L=

Al 250,41m 2 = = 12,52m ≈ 12,5m P 20m

Kapasitas bak sebenarnya, Vbak :

Vbak = P × L × h = 20m × 12,5m × 1,8m = 450m 3 Kedalaman media tanah dan kerikil = 45 cm Freeboard = 25 cm F.14. Profil Hidrolis Profil hidrolis ditentukan berdasarkan tinggi muka air (E) tiap unit. Pada

lokasi instalasi, profil hidrolis ditentukan berdasarkan perhitungan mundur dari unit reservoir. Reservoir

ER

= Elevasi tanah – freeboard = 3,5 m – 0,3 m = 3,2 m

Filtrasi

Ef

= ER + ΔHoutlet filtrasi + ΔHproses fluidisasi + Hair maks + Hmedia + Hcloging = 3,2 m + 0,12 m + 0,44 m + 1 m + 1,35 m + 1 m = 7,1 m

Sedimentasi

Eoutlet

= Ef + ΔHinlet filtasi = 7,1 m + 0,13 m = 7,23 m

Eawal outlet

= Eoutlet + ΔH outlet = 7,23 m +6,02 x 10-4 m ≈ 7,235 m

Esal pelimpah

= Eawal outlet – Hawal outlet + tinggi terjunan + Hsal pelimpah = 7,235 m – 0,3 m + 0,1 m + 0,26 m = 7,299 m


F ‐ 91


Esed

= Esal pelimpah + freeboardsal pelimpah + Hair di pelimpah = 7,299 m + 0,19 m + 0,01 m = 7,499 m

Einlet

= Esed+ΔHorifice = 7,499 m + 8,4 x 10-4 m ≈ 7,500 m

Esal inlet

= Einlet + ΔHsal inlet + ΔHpintu air = 7,500 m + 9,87 x 10-5 m + 8,8 x 10-2 ≈ 7,588 m

Flokulasi

Eujung outlet

= Esal inlet sed = 7,588 m

Eawal outlet

= Eujung outlet + ΔHoutlet = 7,588 m + 5,4 x 10-4 m ≈ 7,589 m

Eakhir kompartemen3 = Eawal outlet = 7,589 m Eawal kompartemen3

= Eakhir kompartemen3 + ΔHkompartemen3 = 7,589 m + 0,107 m = 7,696 m

Eakhir kompartemen2 = Eawal kompartemen3 = 7,696 m Eawal kompartemen2


Eakhir kompartemen1 = Eawal kompartemen2 = 7,798 m Eawal kompartemen1


Einlet

= Eawal kompartemen1 + ΔHpintu air = 7,903 m + 0,17 m = 8,120 m

Koagulasi

Ebak

= Einlet flokulasi = 8,120 m

Eterjunan

= Ebak + ΔH = 8,120 m + 1,95 m = 10,070 m

Einlet

= Eterjunan + ΔH inlet = 10,070 m + 0,014 m = 10,084 m


F ‐ 92


Prasedimentasi

Eoutlet

= Einlet koagulasi = 10,084 m

Esal pelimpah

= Eoutlet + Hsal pelimpah = 10,084 m + 0,3 m = 10,384 m

Ebak

= Esal pelimpah + Hair di pelimpah = 10,384 m + 1,44 x 10-2 m ≈ 10,398 m

Ezone inlet

= Ebak + ΔHpintu air = 10,398 m + 0,176 m = 10,575 m

Esal inlet

= Ezone inlet = 10,575 m

Bak Penenang

Ev-notch

= Esal inlet prased + ΔHinlet prased = 10,575 m + 7,6 x 10-4 m ≈ 10,576 m

Saluran Intake

Pada lokasi intake profil hidrolis ditentukan mulai dari titik pengambilan air. Einlet

= Eair rata-rata = 2,5 m

Esblm barscreen

= Einlet – ΔH sal inlet-barscreen = 2,5 m – 2,83 x 10-4 m ≈ 2,500 m

Essdh barscreen

= Esblm barscreen – ΔH barscreen = 2,500 m – 0,013 m = 2,487 m

Esblm pintu air

= Essdh barscreen – ΔH barscreen-pintu air = 2,487 m – 8,5 x 10-4 m ≈ 2,486 m

Essdh pintu air

= Esblm pintu air – ΔH pintu air = 2,486 m – 0,122 m = 2,364 m

Eoutlet

= Essdh pintu air – ΔH pintu air-outlet = 2,364 m – 5,6 x 10-4 m ≈ 2,364 m

Bak Pengumpul

Ebak

= Eoutlet saluran intake = 2,364 m


F ‐ 93

LAMPIRAN G RENCANA ANGGARAN BIAYA


No

Jenis Pekerjaan

1 A 1 2 3 4 5 6 7 8

2 PEKERJAAN PERSIAPAN Mobilisasi dan demobilisasi Pembersihan lapangan Pengukuran site dan patok Pemasangan bouwplank Administrasi Gudang sementara Pagar seng 0.5 mm Pengadaan air kerja

B

PEKERJAAN PEMANCANGAN Pengadaan tiang pancang K500 ø 440mm Pemancangan tiang Pemecahan kepala tiang pancang dan pembuatan stek tiang Dewatering Sondir

1 2 3

4 5 C 1 2 3 4

PEKERJAAN TANAH DAN PONDASI Galian tanah untuk pondasi batu kali Urugan pasir untuk pondasi dan lantai kerja (10 cm)

Harga Satuan (Rp.) 5

Jumlah Harga (Rp.) 6=4x5

Satuan

Volume

3

4

set set set set set set m titik

1 1 1 1 1 1 350 2

3,500,000.00 1,000,000.00 1,000,000.00 4,000,000.00 2,000,000.00 3,000,000.00 125,000.00 500,000.00 TOTAL A

3,500,000.00 1,000,000.00 1,000,000.00 4,000,000.00 2,000,000.00 3,000,000.00 43,750,000.00 1,000,000.00 59,250,000.00

unit unit

20 20

1,500,000.00 500,000.00

30,000,000.00 10,000,000.00

buah set set

20 1 1

350,000.00 3,500,000.00 5,000,000.00 TOTAL B

7,000,000.00 3,500,000.00 5,000,000.00 55,500,000.00

m3

220

43,680.00

9,609,600.00

m3

120

50,000.00

6,000,000.00

3

100

10,000.00

1,000,000.00

Pembuatan pondasi batu kali Timbunan tanah kembali untuk pondasi batu kali

m

m3

150

100,000.00

15,000,000.00

5

Galian tanah untuk bangunan

m3

3500

43,680.00

152,880,000.00

6

Urugan tanah

m3

1100

50,000.00

55,000,000.00

3

7

Pembuangan tanah sisa galian

m

2200

28,068.00

61,749,600.00

8 9

Lantai kerja 1 : 3 : 5 (10 cm) Urugan sirtu (Reservoir dan Menara Air)

m2

1500

150,000.00

225,000,000.00

m3

900

50,000.00 TOTAL C

45,000,000.00 571,239,200.00

m2

4800

810,564.00

3,890,707,200.00

m3

25

750,000.00

18,750,000.00

m3

10

500,000.00

5,000,000.00

D

PEKERJAAN PASANGAN

1 2

Beton K225 tebal 20 cm Beton 1 : 2 : 3 untuk thrust block Beton tanpa tulangan untuk thrust block

3


G ‐ 1


4 5 6 7

E 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Plesteran dinding bata spesi 1 : 4 (15 mm) Pasangan bata merah untuk dinding

m2

500

m3

Pasangan batu kali 1 : 3 Beton K-225 dengan baja tulangan U-24

m3

PEKERJAAN BESI Waterstop (plat besi 200 x 3 mm) Railing (pipa steel ø 2") Screen termasuk rangka dan guide rail Bordes dan anjungan Tangga pada anjungan Tangga besi Tangga dinding Tutup manhole Klem pipa lengkap dengan pondasi Klem pipa lengkap dengan baut Klem pipa Pintu Air Strainer Pengadaan dan pemasangan pipa dinding : Pipa hisap transmisi ND 10" Pipa penguras intake ND 6" Pipa transmisi ND 24" Pipa penguras bak penenang ND 6" Pipa overflow bak penenang ND 8" Pipa penguras prasedimentasi ND 6" Pipa hisap pompa pembubuh ND 2" Pipa pelarut pembubuh bhn kimia ND 2" Pipa penguras sedimentasi ND 6" Pipa outlet sedimentasi ND 12'' Pipa inlet filtrasi ND 12" Pipa manifold ND 24" Pipa outlet filtrasi ND 12" Pipa pembuangan filtrasi ND 20" Pipa inlet reservoir ND 8" Pipa outlet reservoir ND 8" Pipa ke menara air ND 16"

20,000.00

10,000,000.00

50

200,000.00

10,000,000.00

20

100,000.00

2,000,000.00

m3

20

750,000.00 TOTAL D

15,000,000.00 3,951,457,200.00

m m

75 9

45,000.00 250,000.00

3,375,000.00 2,250,000.00

unit unit unit unit unit unit

2 6 6 7 4 4

1,000,000.00 600,000.00 3,000,000.00 500,000.00 300,000.00 500,000.00

2,000,000.00 3,600,000.00 18,000,000.00 3,500,000.00 1,200,000.00 2,000,000.00

set set set buah buah

11 16 16 17 22

1,000,000.00 300,000.00 50,000.00 5,000,000.00 200,000.00

11,000,000.00 4,800,000.00 800,000.00 85,000,000.00 4,400,000.00

buah buah buah

12 2 1

250,000.00 200,000.00 450,000.00

3,000,000.00 400,000.00 450,000.00

buah

1

200,000.00

200,000.00

buah

1

225,000.00

225,000.00

buah

4

200,000.00

800,000.00

buah

6

75,000.00

450,000.00

buah

4

75,000.00

300,000.00

buah buah buah buah buah

4 4 4 4 4

200,000.00 275,000.00 275,000.00 450,000.00 275,000.00

800,000.00 1,100,000.00 1,100,000.00 1,800,000.00 1,100,000.00

buah buah buah buah

4 4 4 4

400,000.00 225,000.00 225,000.00 325,000.00 TOTAL E

1,600,000.00 900,000.00 900,000.00 1,300,000.00 158,350,000.00


G ‐ 2


F 1

PEKERJAAN MEKANIKAL Unit Kerja Intake Pipa steel ND 10"

m

20

320,202.00

6,404,040.00

Pipa steel ND 24"

m

850

724,930.00

616,190,500.00

Pipa steel ND 18"

m

100

543,697.00

54,369,700.00

Pipa steel ND 6" (penguras)

m

25

172,353.00

4,308,825.00

Gate valve ND 10"

buah

12

1,000,000.00

12,000,000.00

Check valve ND 10"

buah

12

225,000.00

2,700,000.00

Elbow 90° ND 24"

buah

5

525,000.00

2,625,000.00

Elbow 90° ND 18"

buah

3

450,000.00

1,350,000.00

Elbow 90° ND 10"

buah

8

350,000.00

2,800,000.00

Elbow 90° ND 6"

buah

5

300,000.00

1,500,000.00

Tee 90° ND 6"

buah

1

315,000.00

315,000.00

Tee 90° ND 24" Pompa ke IPAM, Q = 60 L/s, H = 30 m

buah

3

575,000.00

1,725,000.00

buah

12

52,000,000.00

624,000,000.00

TOTAL F1 2

3

4

5

1,330,288,065.00

Unit Kerja Bak Penenang Pipa steel ND 8" (overflow)

m

4

238,964.00

955,856.00

Pipa steel ND 6" (penguras) Gate valve ND 18" Gate valve ND 6" Alat ukur V-notch

m buah buah unit

1 2 1 1

172,353.00 1,200,000.00 775,000.00 1,000,000.00 TOTAL F2

172,353.00 2,400,000.00 775,000.00 1,000,000.00 5,303,209.00

Unit Kerja Prasedimentasi Pipa CIP ND 6" (penguras) Gate valve ND 6" Elbow 90° ND 6" Tee 90° ND 6"

m buah buah buah

20 2 1 3

300,000.00 775,000.00 300,000.00 315,000.00 TOTAL F3

6,000,000.00 1,550,000.00 300,000.00 945,000.00 8,795,000.00

m m buah buah buah buah set lembar

20 20 2 2 1 1 4 113

300,000.00 375,000.00 375,000.00 775,000.00 300,000.00 315,000.00 5,000,000.00 158,000.00 TOTAL F4

6,000,000.00 7,500,000.00 750,000.00 1,550,000.00 300,000.00 315,000.00 20,000,000.00 17,854,000.00 54,269,000.00

m m m m buah buah buah

45 4 32 20 6 3 8

375,000.00 475,000.00 525,000.00 425,000.00 575,000.00 720,000.00 800,000.00

16,875,000.00 1,900,000.00 16,800,000.00 8,500,000.00 3,450,000.00 2,160,000.00 6,400,000.00

Unit Kerja Sedimentasi Pipa CIP ND 6" (penguras) Pipa CIP ND 12" (outlet) Elbow 90° ND 12" Gate valve ND 6" Elbow 90° ND 6" Tee 90° ND 6" Gutter dari plate alumunium Plate settler fiber glass 5 mm Unit Kerja Filtrasi Pipa CIP ND 12" Pipa CIP ND 20" Pipa CIP ND 24" Pipa CIP ND 16" Elbow 90° ND 12" Elbow 90° ND 16" Elbow 90° ND 20"


G ‐ 3


Tee 90° ND 16" Tee 90° ND 24" Gate valve ND 12" Gate valve ND 16" 6

7

8

9

Unit Kerja Reservoir a. Perpipaan Overflow Bellmouth ND 6"-10" Bend 90° ND 6" Loose flange 6" b. Penguras dan outlet Gate valve ND 8" Bend 90° ND 8" Loose flange 8" Check valve ND 8" c. Perpipaan menara pencuci Pipa steel ND 6" Elbow 90° ND 6" Tee 90° ND 6" d. Pompa ke menara pencuci, Q = 30 L/s, H = 20 m e. Pompa ke hidrofor, Q = 60 L/s, H = 10 m f. Hidrofor g. Level indicator Unit Kerja Menara Air Pipa steel ND 6" (overflow) Level indicator Unit Bak Sirkulasi Pipa steel ND 8" Elbow 90° ND 8" Check valve ND 8" Gate valve ND 8" Pompa ke unit prasedimentasi, Q = 36 L/s, H = 10 m Unit Pembubuh Koagulan a. Pipa pembubuh Pipa PVC ND 2" Elbow 90° ND 2" Tee 90° ND 2" Gate valve ND 2" Strainer ND 2" Level indicator b. Pipa pelarut Pipa PVC ND 2" Elbow 90° ND 2" Tee 90° ND 2" Gate valve ND 2" c. Tangki pelarut

buah buah buah buah

1 4 8 4

525,000.00 800,000.00 1,150,000.00 1,450,000.00 TOTAL F5

525,000.00 3,200,000.00 9,200,000.00 5,800,000.00 74,810,000.00

buah buah buah

4 4 4

100,000.00 35,000.00 35,000.00

400,000.00 140,000.00 140,000.00

buah buah buah buah

4 4 4 4

850,000.00 150,000.00 150,000.00 200,000.00

3,400,000.00 600,000.00 600,000.00 800,000.00

m buah buah

50 6 1

172,353.00 300,000.00 315,000.00

8,617,650.00 1,800,000.00 315,000.00

buah

2

52,000,000.00

104,000,000.00

buah buah unit

6 1 4

31,000,000.00 50,000,000.00 800,000.00 TOTAL F6

186,000,000.00 50,000,000.00 3,200,000.00 360,012,650.00

m unit

15 1

172,353.00 800,000.00 TOTAL F7

2,585,295.00 800,000.00 3,385,295.00

m buah buah buah

65 4 1 1

238,964.00 325,000.00 200,000.00 850,000.00

15,532,660.00 1,300,000.00 200,000.00 850,000.00

buah

2

31,000,000.00 TOTAL F8

62,000,000.00 79,882,660.00

m buah buah buah buah unit

13 4 1 2 2 2

8,457.00 20,000.00 25,000.00 90,000.00 100,000.00 1,000,000.00

109,941.00 80,000.00 25,000.00 180,000.00 200,000.00 2,000,000.00

m buah buah buah buah

10 2 2 2 2

8,457.00 20,000.00 25,000.00 90,000.00 1,500,000.00

84,570.00 40,000.00 50,000.00 180,000.00 3,000,000.00


G ‐ 4


d. Pompa pembubuh alum, H = 10 m e. Motor pengaduk 20 V 10

11

Unit Pembubuh Kaporit a. Pipa pembubuh Pipa PVC ND 2" Elbow 90° ND 2" Tee 90° ND 2" Gate valve ND 2" Strainer ND 2" Level indicator b. Pipa pelarut Pipa PVC ND 2" Elbow 90° ND 2" Tee 90° ND 2" Gate valve ND 2" c. Tangki pelarut d. Pompa pembubuh kaporit, H = 10 m e. Motor pengaduk 20 V

buah buah

2 2

31,000,000.00 5,000,000.00 TOTAL F9

62,000,000.00 10,000,000.00 77,949,511.00


10 3 2 2 2 2

8,457.00 20,000.00 25,000.00 90,000.00 100,000.00 1,000,000.00

84,570.00 60,000.00 50,000.00 180,000.00 200,000.00 2,000,000.00

m buah buah buah buah

20 4 1 2 2

8,457.00 20,000.00 25,000.00 90,000.00 1,500,000.00

169,140.00 80,000.00 25,000.00 180,000.00 3,000,000.00

buah buah

2 2

31,000,000.00 5,000,000.00 TOTAL F10

62,000,000.00 10,000,000.00 78,028,710.00


10 4 2 2 2 2

8,457.00 20,000.00 25,000.00 90,000.00 100,000.00 1,000,000.00

84,570.00 80,000.00 50,000.00 180,000.00 200,000.00 2,000,000.00

m buah buah buah

10 5 2 2

8,457.00 20,000.00 25,000.00 90,000.00

84,570.00 100,000.00 50,000.00 180,000.00

Unit Pembubuh Kapur a. Pipa pembubuh Pipa PVC ND 2" Elbow 90° ND 2" Tee 90° ND 2" Gate valve ND 2" Strainer ND 2" Level indicator b. Pipa pelarut Pipa PVC ND 2" Elbow 90° ND 2" Tee 90° ND 2" Gate valve ND 2" c. Tangki pembubuh dari fiberglass d. Tangki pelarut kapur e. Pompa pembubuh kapur, H = 10 m e. Motor pengaduk 20 V

buah buah

2 2

1,500,000.00 1,500,000.00

3,000,000.00 3,000,000.00

buah buah

2 4

31,000,000.00 5,000,000.00 TOTAL F11 TOTAL F

62,000,000.00 20,000,000.00 91,009,140.00 2,163,733,240.00

2

PEKERJAAN LAIN - LAIN Cat besi untuk pipa, railing, aksesoris Pengecatan bak-bak pembubuh

set set

1 4

2,000,000.00 1,500,000.00

2,000,000.00 6,000,000.00

3 4 5

Waterproofing reservoir Uji kedap air dan perbaikannya Pengadaan media filter

m2 set

1050 2

175,000.00 2,000,000.00

183,750,000.00 4,000,000.00

a. Pasir

m3

6.4

85,000.00

544,000.00

19.2

70,000.00

1,344,000.00

G 1

b. Antrasit

m

3


G ‐ 5


c. Kerikil 6 7 8 9 10 11 12 H 1

2

3

4

I

J

Saluran batu kali Saluran terbuka beton di tepi instalasi Grill tutup saluran terbuka di tepi instalasi Topi dinding saluran batu kali 1:2 Fotocopy as built drawing Uji coba peralatan pembubuhan Bovenlight lengkap BANGUNAN PENDUKUNG Bangunan Kantor Pekerjaan tanah Pekerjaan pasangan Pekerjaan kusen, pintu, dan jendela Pekerjaan atap dan plafon Pekerjaan cat dan keramik Pekerjaan sanitasi Pekerjaan penerangan Ruang Operasi Pekerjaan kusen, pintu, dan jendela Pekerjaan atap dan plafon Pekerjaan cat dan keramik Pekerjaan talang Instalasi listrik Gudang Pekerjaan kusen, pintu, dan jendela Pekerjaan atap dan plafon Pekerjaan cat dan keramik Pekerjaan talang Instalasi listrik Ruang Pembubuh Bahan Kimia Pekerjaan kusen, pintu, dan jendela Pekerjaan atap dan plafon Pekerjaan cat dan keramik Pekerjaan talang Instalasi listrik LANDSCAPING Pekerjaan jalan aspal dalam instalasi Foothpath dari paving blok Pagar halaman Kerb tepi jalan

m3

17.6

75,000.00

1,320,000.00

m

50

105,000.00

5,250,000.00

m

140

560,000.00

78,400,000.00

m

140

150,000.00

21,000,000.00

m2 set set unit

28 1 4 3

10,000.00 2,000,000.00 1,000,000.00 300,000.00 TOTAL G

280,000.00 2,000,000.00 4,000,000.00 900,000.00 310,788,000.00

set set

1 1

6,000,000.00 35,000,000.00

6,000,000.00 35,000,000.00

set set set set set

1 1 1 1 1

22,500,000.00 25,000,000.00 15,000,000.00 20,000,000.00 7,500,000.00

22,500,000.00 25,000,000.00 15,000,000.00 20,000,000.00 7,500,000.00

set set set set set

1 1 1 1 1

22,500,000.00 25,000,000.00 15,000,000.00 20,000,000.00 7,500,000.00

22,500,000.00 25,000,000.00 15,000,000.00 20,000,000.00 7,500,000.00

set set set set set

1 1 1 1 1

22,500,000.00 25,000,000.00 15,000,000.00 20,000,000.00 7,500,000.00

22,500,000.00 25,000,000.00 15,000,000.00 20,000,000.00 7,500,000.00

set set set set set

1 1 1 1 1

22,500,000.00 25,000,000.00 15,000,000.00 20,000,000.00 7,500,000.00 TOTAL H

22,500,000.00 25,000,000.00 15,000,000.00 20,000,000.00 7,500,000.00 401,000,000.00

m2 set m m

1200 1 400 200

400,000.00 7,500,000.00 60,000.00 300,000.00 TOTAL I

480,000,000.00 7,500,000.00 24,000,000.00 60,000,000.00 571,500,000.00

m2

150

200,000.00

30,000,000.00

3

LAHAN Intake


G ‐ 6


Instalasi Pengolahan Air Minum K

LAIN - LAIN Pengadaan peralatan bengkel Pengadaan peralatan laboratorium Kolam lumpur Menara pencuci

m2

12000

200,000.00 TOTAL J

2,400,000,000.00 2,430,000,000.00

set

1

85,000,000.00

85,000,000.00

set set set

1 1 2

75,000,000.00 40,000,000.00 35,000,000.00 TOTAL K Total 1 Biaya Pemasangan 25% Total 2 PPn 10% TOTAL ANGGARAN BIAYA Pembulatan

75,000,000.00 40,000,000.00 70,000,000.00 270,000,000.00 10,942,817,640.00 2,735,704,410.00 13,678,522,050.00 1,367,852,205.00 15,046,374,255.00 15,050,000,000.00


G ‐ 7

LAMPIRAN A PERATURAN - PERATURAN

Recommend Documents