PRASEDIMENTASI
7
Program Studi
Teknik Lingkungan
Nama Mata Kuliah
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum
Jumlah SKS
3
Pengajar
1. Prof. Dr. Ir. Mary Selintung, MSc. 2. Dr. Eng. Ir. Hj. Rita Tahir Lopa, MT 3. Ir. Achmad Zubair, MSc. 4. Dr. Eng. Bambang Bakri, ST., MT. 5. Roslinda Ibrahim, SP., MT
Sasaran Belajar
Setelah lulus mata kuliah ini mahasiswa mampu membuat perencanaan dan perancangan bangunan pengolahan air minum
Mata Kuliah Prasyarat
Penyediaan Air Minum
Deskripsi Mata Kuliah
Mata Kuliah bangunan pengolahan air Minum merupakan mata kuliah yang diwajibkan bagi mahasiswa semester VI yang telah mengikuti materi perkuliahan penyediaan air minum. Materi perkuliahan mencakup pembahasan mengenai pengertian dan metode perencanaan bangunan pengolahan air minum; penentuan kebutuhan air dan debit air baku, analisis kualitas air baku, perencanaan bangunan unit pengolahan: intake, prasedimentasi, koagulasi dan flokulasi, sedimentasi, filtrasi, disinfeksi, pengolahan lumpur, reservoir dan pengolahan lumpur.
I PENDAHULUAN 1.1 CAKUPAN ATAU RUANG LINGKUP MATERI PEMBELAJARAN Materi pembahasan pada pertemuan ke-7 (tujuh) ini meliputi: Tinjauan umum Bentuk bak pengendap Bagian-bagian bak pengendap Kriteria desain 1.2 SASARAN PEMBELAJARAN, Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa mampu memahami dan menjelaskan bentuk, Bagian-bagian dan kriteria desain bangunan prasedimentasi. 1.3 PRILAKU AWAL MAHASISWA Sebaiknya mahasiswa telah mengetahui dan memahami materi pembahasan pada perkuliahan sebelumnya, agar dapat mengikuti pembahasan materi pada pertemuan ini dengan baik. 1.4 MANFAAT Manfaat yang didapatkan setelah mengikuti pertemuan ini adalah meningkatkan pengetahuan dan wawasan mahasiswa mengenai hal-hal yang terkait dengan prasedimentasi termasuk didalamnya mengenai bentuk bangunan, zona pengendapan dan kriteria desain bangunan. 1.5 URUTAN PEMBAHASAN Materi pembahasan dimulai dengan tinjauan umum. Kemudian secara berurut dilanjutkan dengan pembahasan materi mengenai bentuk bak pengendap, zona pengendapan dan kriteria desain. 1.6 PETUNJUK BELAJAR Mahasiswa diharapkan membaca isu terkait pada media massa yang menambah wawasan secara umum. Membaca bahan yang akan dikuliahkan pada minggu berikut agar dapat lebih siap dan dapat didiskusikan pada pertemuan berikut.
II PENYAJIAN
2.1 UMUM Prasedimentasi (disebut juga plain sedimentation atau sedimentasi I) dimaksudkan untuk mengendapkan partikel diskret atau partikel kasar atau lumpur agar tidak membebani unit-unit selanjutnya seperti koagulasi/ flokulasi, sedimentasi dan filtrasi. Partikel diskret adalah partikel yang tidak mengalami perubahan bentuk dan ukuran selama mengendap di dalam air. Prasedimentasi hanya diperlukan apabila dalam air baku terdapat partikel diskret atau partikel kasar atau lumpur dalam jumlah yang besar. Pengendapan dilakukan dalam bak berukuran besar (biasanya membutuhkan waktu detensi selama 2 hingga 4 jam) dalam aliran yang laminer, untuk memberikan kesempatan lumpur mengendap tanpa terganggu oleh aliran. Pengendapan berlangsung secara gravitasi tanpa penambahan bahan kimia sebelumnya. Kecepatan pengendapan dapat dihitung dengan rumus Stoke’s sebagai berikut:
Dengan: Vs = Kecepatan pengendapan, m/det Sg = Specific gravity ρs = densitas massa partikel, kg/m3 ρ = densitas massa liquid, kg/m3 g = percepatan gravitasi, m/detik2 v = viskositas kinematik, m2/detik μ = viskositas absolut, N.detik/m2
3
2.2 BENTUK BAK PENGENDAP Bentuk bak pengendap ada dua macam, yaitu: 1. Rectangular (segi empat) Pengendap I bentuk persegi didisain dengan kemiringan dasar 5 – 10 % bila pengurasannya dengan cara manual setiap 6 bulan sekali. Apabila pengurasannya menggunakan scrapper mekanis maka kemiringan dasarnya 1%.
Gambar 7.1
Bak prasedimentasi bentuk segiempat dengan aliran horizontal
2. Circular (lingkaran)
Gambar 7.2 Bak prasedimentasi bentuk lingkaran dengan aliran horizontal
4
Gambar 7.3 Bak prasedimentasi bentuk lingkaran dengan aliran upflow
2.3 BAGIAN-BAGIAN BAK PENGENDAP Sebuah bak sedimentasi ideal dibagi menjadi 4 zona, yaitu: 1. zona inlet Dalam zona ini aliran terdistribusi tidak merata melintasi bagian melintang bak; aliran meninggalkan zona inlet mengalir secara horisontal dan langsung menuju bagian outlet. 2. zona pengendapan Dalam zona ini, air mengalir pelan secara horisontal ke arah outlet, dalam zona ini terjadi proses pengendapan. Lintasan partikel diskret tergantung pada besarnya kecepatan pengendapan. 3. zona lumpur Dalam zona ini lumpur terakumulasi. Sekali lumpur masuk area ini ia akan tetap disana 4. zona outlet Dalam zona ini, air yang partikelnya telah terendapkan terkumpul pada bagian melintang bak dan siap melngalir keluar bak.
5
Gambar 7.4 Pola Pengendapan partikel diskret
2.4 KRITERIA DESAIN 1. Waktu pengendapan : 1 – 3 jam 2. Kedalaman ruang pengendapan (1 – 3) m 3. Kecepatan pengendapan partikel diperoleh dari analisa kolom test di laboratorium 4. Performance atau kinerja pengendap berdasarkan pada grafik performance 5. Bilangan NRe < 2000 dan Nilai Froude aliran > 10 -5 2.5 CONTOH PERHITUNGAN Diketahui: Q = 1,12 m3/det Akan dirancang 2 bak dengan ukuran yang sama besar, sehingga Q = 0,56 m3/det So = 0.00037 m/s T = 10°C Ʋ = 1,31 x 10-6m2/s Vt = 0,025 m/s
6
DIMENSI BAK PRASEDIMENTASI Menentukan luas permukaan kolam ( A surface) Denah kolam akan dirancang berbentuk persegi panjang. As = Q / So = 0,56 / 0,00037 = 1513, 5 m2 Menghitung panjang dan lebar dengan kriteria desain L:W = 6-10, diambil L:W = 6 (L = 6W) Lebar: As = L x W = 6W x W 1513,5 m2 = 6 W2 W= W = 15,8 m Panjang: L = 6W L = 6 x 158 m = 94,8 m Menentukan Kedalaman H=
=
= 3,17 m
7
III PENUTUP
3.1 RANGKUMAN Prasedimentasi berfungsi untuk mengendapkan partikel diskret atau partikel kasar atau lumpur agar tidak membebani unit-unit selanjutnya seperti koagulasi/ flokulasi, sedimentasi dan filtrasi. Bentuk bak pengendap ada dua yaitu segi empat (rectangular) dan lingkaran (circular). Bak sedimentasi terbagi dalam 4 zona yaitu zona inlet, zona pengendapan, zona lumpur dan zona outlet. 3.2 SOAL TES FORMATIF Untuk mengetahui tingkat penguasaan pengetahuan yang diperoleh mahasiswa, maka dosen sebagai fasilitator memberikan tes formatif berupa pertanyaan sebagai berikut: 1. Jelaskan fungsi dari bangunan prasedimentasi ! 2. R e n ca n a ka n d i me n si b a n gu n a n p ra se d i me n ta si a p a b i l a d e b i t a i r ya n g diolah (Q)100 L/detik. Direncanakan bangunan prasedimentasi ada 2buah dan harga kecepatan pengendapan partikel dari analisa kolom 0,02 cm/detik. 3.3
UMPAN BALIK
Diskusi dan memberikan pertanyaan untuk memonitor penerimaan mahasiswa akan bahan kuliah yang disajikan. 3.4 DAFTAR PUSTAKA Hamer, Mark J. 1975, Water and Waste Water Technology, John Wiley & sons, Inc. Masduki, A. (2009), Bahan Ajar Mata Kuliah Pengolahan Air Minum, Jurusan Teknik Lingkungan, FTSP, ITS Surabaya. Qasim, S.R., Motley, E.M., dan Zhu, G. (2000), Water Work Engineering: Planning, Design & Operation, Prentice Hall PTR, Texas. Standar Nasional Indonesia (SNI) 6774: 2008 tentang Tata cara perencanaan unit paket instalasi pengolahan air, Badan Standarisasi Nasional.
8
