DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR PUSTAKA Al Layla, M.Anis, Shamim Ahmad and E.Joe Middebrooks. 1980. “Water Supply Engineering Design”, Ann-Arbor Science, Michigan. Bappeda-Pemerintah Kota Kendari. 2006. Profil Kota Kendari. Bappeda-Pemerintah Kota Kendari. BPS Kota Kendari. 2006. Kota Kendari Dalam Angka. Badan Pusat Statistik Kota Kendari. BSN. 2002. Kumpulan Analisa Biaya Konstruksi Bangunan Gedung dan Perumahan. Bandung : Badan Standardisasi Nasional. Chow, Ven Te. 1959. “Open Channel Hydraulic” , Mc. Graw Hill Inc, New York. Dinas Kimpraswil. 2007. “Basic Price dan Unit Price, Triwulan I Januari s/d Maret 2007”. Kendari : Dinas Permukiman dan Prasarasna Wilayah Provinsi Sulawesi Tenggara. Degrémont. 1991. “Water Treatment Handbook-Vol 2”, Lavoisier Publishing, Paris. Droste, Ronald L. 1997. “Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment”, John Willey and Sons Inc. New York. Fair, Geyer, and Okun. 1968. “Water & Wastewater Engineering-Volume II : Water Purification and Wastewater Treatment and Disposal “, John Wiley & Sons Inc, Toronto. JICA. 1990. “Design Criteria for Waterwork Facilities”, JICA, Japan. Kawamura, Susumu.1991. “ Integrated Design of Water Treatment Facilities” John Willey & Sons, Inc. New York. KepMenKes No.907/MENKES/SK/VII/2002 Tanggal 29 Tahun 2002 tentang Syaratsyarat dan Pengawasan Kualitas Air Minum. Pemerintah Kota Kendari. 2001. Fakta dan Analisa. Kota Kendari : Rencana Detail Tata Ruang Kota Kendari Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 416/MENKES/PER/IX/1990 Tahun 1990 tentang Daftar Persyaratan Kualitas Air Bersih.

Peraturan Pemerintah No. 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air. Reynolds, D. Tom. 1982. “Unit Operation and Processes in Environmental Engineering”, Brooks/Cole Engineering Division, Monterey, California. Rich, Linvil G. 1963. “Unit Processes of Sanitary Engineering”, John Wiley and Sons Inc, New York. Sawyer, Mc.Carty, Parkin. 1978. “Chemistry for Environmental Engineering”, McGraw-Hill Inc, New York. Siburian, Haposan N. 1999. “Operasional Instalasi Pengolahan Air Minum Cisadane, Serpong”, Jurusan Teknik Lingkungan ITB, Bandung.

Proyeksi Jumlah Penduduk

LAMPIRAN A Proyeksi Jumlah Penduduk Proyeksi jumlah penduduk dilakukan untuk memperkirakan jumlah kebutuhan air minum di Kota Kendari pada periode perencanaan 2007-2027. Proyeksi jumlah penduduk ini dilakukan berdasarkan pada data jumlah penduduk Kota Kendari selama 11 tahun terakhir seperti ditunjukkan pada Tabel A.1. Tabel A.1. Data Jumlah Penduduk Kota Kendari Tahun Jumlah Penduduk 1995 171790 1996 184436 1997 166094 1998 179463 1999 177664 2000 200390 2001 204239 2002 209217 2003 221217 2004 222955 2005 226056 Sumber : BPS Sulawesi Tenggara

A.1. Metode Aritmatik Rumus proyeksi penduduk : Pn = P0 + r × (Tn − T0 ) N

Pi − P( i −1)

i =1

N

r=∑ dimana : Pn

= Jumlah penduduk yang diproyeksikan pada tahun ke-n

P0

= Jumlah penduduk tahun dasar

r

= Kenaikan rata-rata jumlah penduduk

Tn

= Tahun ke-n

T0

= Tahun dasar

N

= Jumlah data diketahui Tabel A.2. Proyeksi Jumlah Penduduk Metode Aritmatik

Tahun 1995 1996 1997 1998

Jumlah Penduduk (P) 171790 184436 166094 179463

Kenaikan (r) 12646 -18342 13369

Proyeksi Penduduk (Pn) 171790 177217 182643 188070

A-1

Proyeksi Jumlah Penduduk

Tabel A.2. Proyeksi Jumlah Penduduk Metode Aritmatik (Lanjutan) Tahun 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Rata-rata

Jumlah Penduduk (P) 177664 200390 204239 209217 221217 222955 226056 196684

Kenaikan (r) -1799 22726 3849 4978 12000 1738 3101 5427

Proyeksi Penduduk (Pn) 193496 198923 204350 209776 215203 220629 226056

Dari hasil perhitungan diperoleh : Kenaikan rata-rata jumlah penduduk, r = 5427 Rata-rata jumlah penduduk, Pr = 196684 Persamaan proyeksi penduduk metode aritmatik : Pn = Po + 5427 ⋅ (Tn − To ) Rumus menghitung korelasi dan standar deviasi :

∑ ( P − P ) − ∑ ( P − P) ∑ (P − P ) 2

2

r =

n

r

2

n

2

n

r

[

]

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

1/ 2

= korelasi

STD

= standar deviasi

Pn

= Jumlah penduduk yang diproyeksikan pada tahun ke-n

Pr

= Rata-rata jumlah penduduk dari data yang diketahui

P

= Jumlah penduduk berdasarkan data yang diketahui

n

= Jumlah data diketahui

Tabel A.3. Perhitungan Korelasi dan Standar Deviasi Metode Aritmatik Tahun Jumlah Penduduk (P) Proyeksi Penduduk (Pn) 1995 171790 171790 1996 184436 177217 1997 166094 182643 1998 179463 188070 1999 177664 193496 2000 200390 198923 2001 204239 204350 2002 209217 209776 2003 221217 215203 2004 222955 220629 2005 226056 226056 Rata-rata 196684 Total

(Pn-Pr)2 619697658 378969044 197136406 74199743 10159055 5014342 58765605 171412842 342956055 573395242 862730405 3294436397

(Pn-P)2 0 52119736 273876021 74077006 250664890 2152089 12232,36 312704,64 36170602 5408415 0 694793696

A-2

Proyeksi Jumlah Penduduk

2

r =

∑ (P

n

− Pr ) 2 − ∑ ( Pn − P) 2

∑ (P

n

− Pr )

3294436397 − 694793696 3294436397

=

2

= 0,789100892 r = 0,88831351

[

]

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

1/ 2

⎡ 694793696 - (694793696/11) ⎤ = ⎢ ⎥ 11 ⎣ ⎦

1/ 2

= 7577,662345

Jumlah penduduk (jiwa)

Proyeksi Penduduk Metode Aritmatik 400000 350000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 0 1990

Aritmatik

2000

2010

2020

2030

Tahun

Gambar A.1. Proyeksi Penduduk Metode Aritmatik

A.2. Metode Geometrik

Rumus proyeksi penduduk : Pn = P0 (1 + r ) n N

r= dimana : Pn

∑ i =1

Pi − P( i −1) Pi N

= Jumlah penduduk pada tahun yang diproyeksikan

Po

= Jumlah penduduk awal

r

= Rata-rata angka pertumbuhan penduduk tiap tahun

n

= Jangka waktu

N

= Jumlah data diketahui

A-3

Proyeksi Jumlah Penduduk

Tabel A.4. Proyeksi Jumlah Penduduk Metode Geometrik Tahun 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Rata-rata

Jumlah Penduduk (P) 171790 184436 166094 179463 177664 200390 204239 209217 221217 222955 226056 196684

Rasio (r) 0 0,07361313 -0,0994491 0,08049057 -0,0100244 0,12791562 0,01920755 0,02437341 0,05735672 0,00785654 0,01390864 0,026841

Proyeksi Penduduk (Pn) 171790 176401 181136 185998 190990 196116 201380 206785 212336 218035 223887

Dari hasil perhitungan didapat : Kenaikan rata-rata jumlah penduduk, r = 0,026841 Rata-rata jumlah penduduk, Pr = 196684 Persamaan proyeksi penduduk metode geometrik : Pn = Po ⋅ (1 + 0,026841)

(Tn −To )

Tabel A.5. Perhitungan Korelasi dan Standar Deviasi Metode Geometrik Tahun 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Rata-rata

r2 =

∑ (P

n

Jumlah Penduduk (P) 171790 184436 166094 179463 177664 200390 204239 209217 221217 222955 226056 196684

Proyeksi Penduduk (Pn) 171790 176401 181136 185998 190990 196116 201380 206785 212336 218035 223887 Total

− Pr ) 2 − ∑ ( Pn − P) 2

∑ (P

n

− Pr )

2

(Pn-Pr)2

(Pn-P)2

619697657,5 411389874,8 241740516,3 114194469,8 32420046,83 322103,7169 22055902,88 102041754,6 244980482,9 455869760,6 740021361,9 2984733932

0 64561561,41 226253354 42700291,66 177578726,6 18265490,78 8173317,678 5913168,964 78879627,37 24208032,98 4704296,7 651237868

2984733932 − 651237868 2984733932

=

= 0,781810412 r = 0,884200436

[

]

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

1/ 2

A-4

Proyeksi Jumlah Penduduk

⎡ 651237868 - (651237868/11) ⎤ = ⎢ ⎥ 11 ⎣ ⎦

1/ 2

= 7336,300935

Jumlah penduduk (jiwa)

Proyeksi Penduduk Metode Geometrik 500000 400000 300000 Geometrik 200000 100000 0 1990

2000

2010

2020

2030

Tahun

Gambar A.2. Proyeksi Penduduk Metode Geometrik

A.3. Metode Regresi Linear

Rumus proyeksi penduduk:

y = a + bx ∑ y ∑ x 2 − ∑ x ∑ ( xy ) a = N ∑ x 2 − (∑ x)2 N ∑ ( xy ) − ∑ x ∑ y b = N ∑ x 2 − (∑ x)2 Tabel A.6. Proyeksi Jumlah Penduduk Metode Regresi Linear Tahun (x) Jumlah Penduduk (y) 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

171790 184436 166094 179463 177664 200390 204239 209217 221217 222955 226056

22000

2163521

x2

xy

Proyeksi Penduduk (Pn)

3980025 3984016 3988009 3992004 3996001 4000000 4004001 4008004 4012009 4016016 4020025

342721050 368134256 331689718 358567074 355150336 400780000 408682239 418852434 443097651 446801820 453242280

165917 172071 178224 184377 190530 196684 202837 208990 215143 221297 227450

44000110

4327718858

Total

A-5

Proyeksi Jumlah Penduduk

•

Koefisien persamaan proyeksi, a : a= =

∑ y ∑ x 2 − ∑ x ∑( xy) N ∑ x 2 − ( ∑ x) 2 2163521× 44000110 − 2200 × 4327718858

11× 44000110 − (2200) a = -12109825 •

2

Koefisien persamaan proyeksi, b : b= =

N ∑( xy ) − ∑ x ∑ y N ∑ x 2 − (∑ x) 2 11 × 4327718858 − 2200 × 2163521 11 × 44000110 − (2200 )

2

b = 6153 •

Persamaan proyeksi penduduk metode regresi linear, y :

y = −12109825 + 6153 ⋅ x Tabel A.7. Perhitungan Korelasi dan Standar Deviasi Metode Regresi Linear Tahun

Jumlah Penduduk (P)

Proyeksi Penduduk (Pn)

(Pn-Pr)2

(Pn-P)2

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Rata-rata

171790 184436 166094 179463 177664 200390 204239 209217 221217 222955 226056 196684

165917 172071 178224 184377 190530 196684 202837 208990 215143 221297 227450 Total

946563538 605800664 340762874 151450166 37862542 0 37862542 151450166 340762874 605800664 946563538 4164879565

34486790,12 152900419,3 147136017,8 24149540,34 165546120,4 13736457,53 1965654,982 51421,74678 36887512,68 2749808,138 1943236 581552979

2

r =

∑ (P

n

− Pr ) 2 − ∑ ( Pn − P) 2

∑ (P

n

− Pr )

2

4164879565 − 581552979 4164879565

=

= 0,860367396 r = 0,927559915

[

]

⎡ ( P − P) 2 − ∑ ( Pn − P) 2 / n ⎤ STD = ⎢ ∑ n ⎥ n ⎦ ⎣ ⎡ 581552979 - (581552979/11) ⎤ = ⎢ ⎥ 11 ⎣ ⎦

1/ 2

1/ 2

= 6932,692815

A-6

Proyeksi Jumlah Penduduk

Jumlah penduduk (jiwa)

Proyeksi Penduduk Metode Regresi Linear 400000 350000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 0 1990

Reg. Linear

2000

2010

2020

2030

Tahun

Gambar A.3. Proyeksi Penduduk Metode Regresi Linear

A.4. Metode Eksponensial

Rumus proyeksi penduduk : y = a ⋅ e bx 1 ln a = (∑ ln y − b ∑ x) N N ∑( x ln y ) − (∑ x ∑ ln y ) b= N (∑ x 2 ) − (∑ x) 2 Tabel A.8. Proyeksi Jumlah Penduduk Metode Eksponensial Tahun (x)

Jumlah Penduduk (y)

x2

ln(y)

xln(y)

Proyeksi Penduduk (Pn)

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

171790 184436 166094 179463 177664 200390 204239 209217 221217 222955 226056

12,054028 12,125058 12,020309 12,097724 12,087649 12,208021 12,227046 12,251127 12,306899 12,314725 12,328538

24047,78602 24201,61537 24004,55742 24171,25323 24163,21116 24416,04149 24466,31936 24526,75679 24650,7195 24678,70937 24718,71876

167293 172603 178082 183734 189566 195583 201791 208196 214804 221622 228656

22000

2163521

3980025 3984016 3988009 3992004 3996001 4000000 4004001 4008004 4012009 4016016 4020025 Total 44000110

134,02

268046

• Koefisien persamaan proyeksi, b : N ∑( x ln y ) − ∑ x ∑ ln y 11 × 268046 − 2200 × 134.02 = 2 N ∑ x 2 − (∑ x) 2 11 × 44000110 − (2200) b = 0,031247207 b=

A-7

Proyeksi Jumlah Penduduk

• Koefisien persamaan proyeksi, a : 1 (∑ ln y − b∑ x ) = 1 × (134,02 − 0,031247207 × 2200) N 11 ln a = -50,31067629

ln a =

a = eln a = e(-50.31067629 ) = 1,41368 × 10- 22 • Persamaan proyeksi penduduk metode eksponensial, y : y = 1.41368 × 10 −22 . e 0.031247207 x Tabel A.9. Perhitungan Korelasi dan Standar Deviasi Metode Eksponensial Tahun 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Rata-rata

r2 =

∑ (P

n

Jumlah Penduduk (P) 171790 184436 166094 179463 177664 200390 204239 209217 221217 222955 226056 196683.7273

Proyeksi Penduduk (Pn) 167293 172603 178082 183734 189566 195583 201791 208196 214804 221622 228656 Total

− Pr ) 2 − ∑ ( Pn − P) 2

∑ (P

n

− Pr )

2

(Pn-Pr)2

(Pn-P)2

863808835 579877889 346039666 167695718 50664851 1212214,8 26080348 132522292 328336914 621906584 1,022E+09 4.14E+09

20222088,74 140018150,9 143702214,4 18241348,01 141652906 23109931,47 5994567,067 1043339,72 41129177,39 1777469,693 6760905,986 543652099

4140000000 − 543652099 4140000000

=

= 0,868695205 r = 0,932038199

[

]

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

⎡ 200361521 - (200361521/13) ⎤ = ⎢ ⎥ 13 ⎣ ⎦

1/ 2

1/ 2

= 3771,850146

A-8

Proyeksi Jumlah Penduduk

Jumlah penduduk (jiwa)

Proyeksi Penduduk Metode Exponensial 500000 400000 300000 Exponensial 200000 100000 0 1990

2000

2010

2020

2030

Tahun

Gambar A.4. Proyeksi Penduduk Metode Eksponensial A.5. Metode Logaritmik Rumus proyeksi penduduk :

y = a + b ln x 1 [∑ y − b ∑(ln x)] N N ∑( y ln x) − ∑ y ∑ ln x b= N ∑(ln x) 2 − (∑ ln x) 2 a=

Tabel A.10. Proyeksi Jumlah Penduduk Metode Logaritmik Tahun (x)

Jumlah Penduduk (y)

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

171790 184436 166094 179463 177664 200390 204239 209217 221217 222955 226056

22000

2163521

•

ln(x)

(ln(x))2

yln(x)

Proyeksi Penduduk (Pn)

7,598399329 7,598900457 7,599401333 7,599901959 7,600402335 7,60090246 7,601402335 7,60190196 7,602401336 7,602900462 7,60339934 Total 83,6099133

57,736 57,743 57,751 57,759 57,766 57,774 57,781 57,789 57,797 57,804 57,812

1305329 1401511 1262215 1363901 1350318 1523145 1552503 1590447 1681780 1695105 1718794

165897 172064 178227 184388 190545 196699 202850 208998 215143 221285 227424

635,51

16445048

Koefisien persamaan proyeksi, b : N ∑( y ln x) − ∑ y ∑ ln x 11 × 16445048 − 2163521 × 83,6099133 = 2 2 11 × 635,51 − (83,6099133) N ∑(ln x ) − (∑ ln x) 2 b = 12305339,58 b=

•

Koefisien persamaan proyeksi, a : A-9

Proyeksi Jumlah Penduduk

1 (∑ y − b∑ ln x ) = 1 × (2163521 − 12305339,58 × 83,6099133) N 11 a = -93334987 a=

•

Persamaan proyeksi penduduk metode logaritmik, y :

y = −93334987 + 12305339,58 ln x Tabel A.11. Perhitungan Korelasi dan Standar Deviasi Metode Logaritmik Tahun 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Rata-rata

Jumlah Penduduk (P) 171790 184436 166094 179463 177664 200390 204239 209217 221217 222955 226056 196683,7273

∑ ( P − P ) − ∑ ( P − P) ∑ (P − P ) 2

2

r =

Proyeksi Penduduk (Pn) 165897 172064 178227 184388 190545 196699 202850 208998 215143 221285 227424 Total

n

r

n

2

n

(Pn-Pr)2

(Pn-P)2

2,7522E+10 2,9606E+10 3,1765E+10 3,3999E+10 3,6307E+10 3,8691E+10 4,1148E+10 4,368E+10 4,6287E+10 4,8967E+10 5,1722E+10 4,297E+11

34724601,16 153071672,4 147215567,4 24251809,52 165917598 13622676,51 1928651,236 47829,6941 36889969,29 2788197,883 1871609,276 582330182

429700000000 − 582330182 429700000000

2

=

r

= 0,998644778 r = 0,999322159

[

]

⎡ ∑ ( Pn − P) 2 − ∑ ( Pn − P) 2 / n ⎤ STD = ⎢ ⎥ n ⎣ ⎦ ⎡ 582330182 - (582330182/11) ⎤ = ⎢ ⎥ 11 ⎣ ⎦

1/ 2

1/ 2

= 6937,323789

A-10

Proyeksi Jumlah Penduduk

Jumlah Penduduk (jiwa)

Proyeksi Penduduk Metode Logaritmik 400000 350000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 0 1990

Logaritmik

2000

2010

2020

2030

Tahun

Gambar A.5. Proyeksi Penduduk Metode Logaritmik

A.6. Pemilihan Metode Proyeksi

Metode proyeksi yang akan digunakan untuk memperkirakan jumlah penduduk pada masa yang akan datang adalah metode yang memiliki nilai faktor korelasi positif paling besar (paling mendekati 1) dan nilai standar deviasi yang paling kecil. Nilai-nilai korelasi dan standar deviasi setiap metode proyeksi dapat dilihat pada Tabel A.12 berikut. Tabel A.12. Nilai Korelasi dan Standar Deviasi Setiap Metode Tahun

Metode Aritmatik

Metode Geometrik

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 R2 R STD

171790 177216,6 182643,2 188069,8 193496,4 198923 204349,6 209776,2 215202,8 220629,4 226056 0,78910 0,62268 7577,66

171790 176401 181136 185998 190990 196116 201380 206785 212336 218035 223887 0,78181 0,88420 7336,30

Metode Regresi Linear 165917 172071 178224 184377 190530 196684 202837 208990 215143 221297 227450 0,86037 0,92756 6932,69

Metode Eksponensial

Metode Logaritmik

167293 172603 178082 183734 189566 195583 201791 208196 214804 221622 228656 0,86870 0,93204 6702,98

165897 172064 178227 184388 190545 196699 202850 208998 215143 221285 227424 0,99864 0,99932 6937,32

Berdasarkan Tabel A.12, metode proyeksi yang paling tepat digunakan untuk memperkirakan jumlah penduduk pada masa yang akan datang adalah metode logaritmik karena metode ini memiliki nilai faktor

A-11

Proyeksi Jumlah Penduduk

korelasi positif yang paling besar. Meskipun nilai standar deviasi metode logaritmik lebih besar daripada metode eksponensial, namun perbedaannya kecil. Jadi metode yang paling menggambarkan kondisi penduduk Kota Kendari 20 tahun mendatang adalah metode logaritmik. Proyeksi jumlah penduduk dari masing-masing metode sampai dengan tahun 2027 dapat dilihat pada Tabel A.13. Tabel. A.13. Proyeksi Jumlah Penduduk Sampai Tahun 2027 Tahun

Metode Aritmatik

Metode Geometrik

1995 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

171790 184436 166094 179463 177664 200390 204239 209217 221217 222955 226056 231483 236909 242336 247762 253189 258616 264042 269469 274895 280322 285749 291175 296602 302028 307455 312882 318308 323735 329161 334588 340015 345441

171790 184436 166094 179463 177664 200390 204239 209217 221217 222955 226056 229896 236067 242403 248909 255590 262451 269495 276728 284156 291783 299615 307657 315914 324394 333101 342041 351222 360649 370329 380269 390476 400957

Metode Regresi Linear 171790 184436 166094 179463 177664 200390 204239 209217 221217 222955 226056 233603 239757 245910 252063 258216 264370 270523 276676 282829 288983 295136 301289 307442 313596 319749 325902 332055 338209 344362 350515 356668 362822

Metode Eksponensial

Metode Logaritmik

171790 184436 166094 179463 177664 200390 204239 209217 221217 222955 226056 235914 243402 251128 259098 267322 275807 284562 293594 302913 312527 322447 332682 343241 354136 365376 376973 388939 401284 414021 427162 440720 454709

171790 184436 166094 179463 177664 200390 204239 209217 221217 222955 226056 233560 239693 245822 251949 258073 264193 270311 276425 282536 288645 294750 300852 306952 313048 319141 325232 331319 337403 343484 349562 355638 361710

A-12

Proyeksi Kebutuhan Air Minum

LAMPIRAN B Proyeksi Kebutuhan Air Minum

B.1.

Standar Kebutuhan Air Minum Standar kebutuhan air minum sangat diperlukan dalam menentukan kebutuhan air minum karena memberikan gambaran seberapa besar pemakaian air oleh berbagai jenis fasilitas yang ada di suatu wilayah. Pada saat ini telah terdapat berbagai standar kebutuhan air minum yang dapat digunakan untuk menghitung besar kebutuhan air minum di suatu wilayah perencanaan. Berbagai standar tersebut dapat dilihat pada Tabel B.1, B.2, dan B.3. Tabel B.1. Standar Kebutuhan Air Minum Menurut Kimpraswil

No

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Uraian Konsumsi Unit Samb. Rumah Konsumsi Unit Hidran Umum Konsumsi Unit Non Domestik thdp Konsumsi Domestik Kehilangan Air Faktor hari maksimum Faktor jam puncak Jumlah jiwa per SR Jumlah jiwa per HU Jam operasi SR/KU

Satuan

Kategori Kota berdasarkan Jumlah Penduduk Kota Sedang Kota Kecil Pedesaan 100000-500000 20000-100000 3000-20000

L/o/h

100-150

100-130

90-100

L/o/h

30

30

30

%

25-30

20-25

10-20

%

15-20 1,1 1,5-2,0 6 100-200 24 80-20

15-20 1,1 1,5-2,0 6 100-200 24 70-30

15-20 1,1-1,25 1,5-2,0 6 100-200 24 70-30

Jiwa Jiwa Jam %

Sumber : Kimpraswil, 2003 Tabel B.2. Standar Kebutuhan Air Minum Menurut PU Cipta Karya No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Jenis Pemakaian Sambungan Rumah Hidran Umum Sekolah Kantor Rumah Sakit Puskesmas Pasar Restoran Hotel/Penginapan

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

Sumber : PU Cipta Karya, 1998

B-1

Proyeksi Kebutuhan Air Minum

Tabel B.3. Standar Kebutuhan Air Minum 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 28 29 30 31 32

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 Kantor Polisi Hotel/Penginapan Gelanggang Olahraga Kolam Renang Industri

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 L/unit/h L/tt/h L/unit/h L/unit/h L/o/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 2000 75-150 1200-1600 1000-1300 20-30

Sumber : PPSAB, Jawa Barat Tabel B.4. Pedoman Perencanaan Jumlah Konsumsi Air Populasi >1000000 5000001000000 100000500000 20000100000 10-5

•

Perfomance bak :

n

= 1/8 (sangat baik)

¾ Data Perencanaan :

•

Jumlah bak sedimentasi, n = 4

•

Lebar bak sedimentasi, L = 3 m

•

Kedalaman zona pengendapan, H = 1,5 m

•

Jarak tegak lurus antar plate settler, w = 50 mm

•

Kemiringan plate settler, α = 60°

•

Efisiensi penyisihan partikel flok, η = 95%

•

Performance bak sangat baik, n = 1/8

•

Kecepatan pengendapan partikel flok alum, Vs = 0,05 cm/det

¾ Perhitungan :

D-22

Detail Unit Pengolahan Air Minum

•

Kapasitas tiap bak, Q : 0,18m3 / det = 0,045m3 / det 4

Q= •

Beban permukaan, Q/As : ⎧ Y n ⋅V ⎫ = 1 − ⎨1 + ⎬ Yo ⎩ Q / As ⎭

−1 / n

⎧ 1 / 8 × 5 × 10 − 4 m / det ⎫ 0,95 = 1 − ⎨1 + ⎬ Q / As ⎩ ⎭ −4 Q / As = 1,4 × 10 m / det •

Tinggi pengendapan, z : z = CD =

•

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

Panjang zona pengendapan, p’ : p' = AC =

•

w 0,05m = = 0,1m cos α cos 60°

Panjang plate, p : p = AC ' =

•

−8

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° × 1,4 × 10− 4 m / det V = 0,05m × sin 60° Vo =

Vo = 2,5 × 10− 3 m / det = 0,15m / menit → OK!

•

Waktu detensi, td : td =

•

0,05m z = = 357 det → OK! Vs 1,4 × 10 − 4 m / det

Debit per satu kolom plate, q : q = Vo ⋅ Across = Vo ⋅ w ⋅ L = 2,5 × 10 −3 m / det× 0,05m × 3m = 3,75 × 10−4 m3 / det

•

Jumlah plate yang dibutuhkan, n : n=

•

Q 0,045m3 / det +1 = + 1 = 121buah q 3,75 × 10− 4 m3 / det

Panjang zona plate settler, Pz :

D-23

Detail Unit Pengolahan Air Minum

Pz = ( n − 1) ×

•

w 0,05m + p × cos α = (121 − 1) × + 1,76m × cos 60° ≈ 8m sin α sin 60°

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 sama dengan tinggi zona pengendapan. Pi = 3m

•

Panjang total zona pengendapan, Pt : Pt = Pz + Pi = 8m + 3m = 11m

•

Jarak muka air dengan plate, hl : hl = h salpel + hairdiatasp el + 10cm = 40cm + 1,5cm + 10cm = 51,5cm ≈ 0,5m

•

Jarak plate dengan dasar zona sedimentasi, hp = 1 m

•

Kedalaman total bak, Htot : H tot = hp + H + hl = 1m + 1,5m + 0,5m = 3m

•

Dimensi bak sedimentasi : -

Lebar bak,

L = 3m

-

Panjang bak,

P = 11 m

-

Kedalaman bak,

H = 3m

-

Freeboard,

fb = 0,6 m

Kontrol Aliran

•

Jari-jari hidrolis, R : R=

•

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

Bilangan Reynolds, NRe : N Re =

•

Vo ⋅ R

υ

=

2,5 × 10 −3 m / det× 0,025m = 71,03 → OK! 8,799 × 10 −7 m 2 / det

Bilangan Froude, NFr : 2

N Fr =

(

)

2

Vo 2,5 × 10 −3 m / det = = 2,55 × 10 −5 → OK ! 2 g × R 9,81m / det × 0,025m

D-24

Detail Unit Pengolahan Air Minum

Zona Inlet ¾ 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

¾ Data Perencanaan :

•

Kedalaman saluran inlet, H = 0,7 m

•

Kecepatan aliran, Vh = 0,15 m/det

•

Koefisien saluran beton, n = 0,013

•

Panjang saluran, L = 12,6 m

•

Diameter bukaan orifice, øor = 0,1 m

•

Jarak antar pusat bukaan orifice, wor = 0,3 m

¾ Perhitungan :

•

Luas penampang saluran, Across : Across

•

Q 0,045m3 / det = = = 0,3m 2 Vh 0,15m / det

Lebar saluran inlet, w : Across 0,3m 2 = ≈ 0,5m w= H 0,7m

•

Kecepatan aliran sebenarnya, Vh : Q 0,045m 3 / det = = 0,13m / det Vh = w⋅ H 0,5m × 0,7m

•

Jari-jari hirolis, R : R=

•

H ×w 0,7 m × 0,5m = = 0,18m 2 H × w 2 × 0,7 m + 0,5m

Slope saluran, S : 1 2 / 3 1/ 2 ⋅R ⋅S n 1 2/3 0,13m / det = × (0,18m ) × S 1 / 2 0,013

Vh =

S = 3 × 10 −5

•

Bilangan Reynolds, NRe :

D-25

Detail Unit Pengolahan Air Minum

N Re = •

Vh ⋅ R

υ

=

0,13m / det× 0,18m = 26593 8,799 × 10 −7 m 2 / det

Bilangan Froude, NFr : 2 Vh ( 0,13m / det ) = = = 1 × 10 − 2 g × R 9,81m / det 2 × 0,18m 2

N Fr •

Headloss saluran, HL : H L = S × L = 3 × 10 −5 × 12,6m = 3,8 × 10 −4 m

Pintu Air Pada inlet dipasang pintu air dengan kondisi : •

Lebar bukaan, Lp = 0,5 m

•

Tinggi bukaan pintu air, hf = 0,3 m

•

Kehilangan tekan melalui pintu air, hp : hp =

q 0,045m3 / det = = 0,073m 2/3 2.746h f L p 2,746 × (0,3m) 2 / 3 × 0,5m

Orifice : •

Jumlah orifice tiap bak, n : ⎛ L ⎞ ⎛ H ⎞ ⎛ 3m ⎞ ⎛ 3m ⎞ − 1⎟⎟ × ⎜⎜ − 1⎟⎟ = ⎜ n = ⎜⎜ − 1⎟ × ⎜ − 1⎟ = 25buah ⎝ wor ⎠ ⎝ wor ⎠ ⎝ 0,5m ⎠ ⎝ 0,5m ⎠

•

Debit tiap orifice, Qor : Qor =

•

Luas penampang orifice, Aor : Aor =

•

Q 0,045m3 / det = = 0,0018m3 / det n 25 1 1 2 2 ⋅ π ⋅ φor = × π × (0,1m ) = 0,0078m 2 4 4

Kecepatan aliran pada orifice, Vor : Qor 0,0018m3 / det Vor = = = 0,23m / det Aor 0,0078m 2

•

Kehilangan tekan pada orifice, HL :

(0,23m / det ) = 1,3 × 10−3 m ≈ 0,1cm → OK! Vor2 = 0,5 × 2g 2 × 9,81m / det 2 2

HL = k ⋅ •

Bilangan Reynolds, NRe : D-26

Detail Unit Pengolahan Air Minum

N Re •

⎛ 0,1m ⎞ 0,23m / det⋅ ⎜ ⎟ Vor ⋅ R 4 ⎠ ⎝ = 6535 = = 8,799 × 10− 7 m 2 / det υ

Bilangan Froud, NFr :

(0,23m / det )2

2

N Fr =

Vor = g×R

⎛ 0,1m ⎞ 9,81m / det × ⎜ ⎟ ⎝ 4 ⎠

= 0,2

2

Zona Outlet ¾ Kriteria Desain :

•

Wl < 12,5 m3/m-jam

Beban pelimpah :

¾ Data Perencanaan :

•

Pelimpah berupa mercu tajam.

•

Beban pelimpah, Wl = 12 m3/m-jam = 0,0033 m3/m-det

¾ Perhitungan : Pelimpah :

•

Panjang pelimpah total yang dibutuhkan, Pptot : Q 0,045m3 / det = = = 13,66m Wl 0,0033m3 / m ⋅ det

Pptot •

Panjang pelimpah = panjang total plate secara mendatar, Pp : Pp = (n − 1) ×

•

Jumlah pelimpah, n : n=

•

Pptot Pp

=

13,66m = 1,95 ≈ 2buah 7m

Beban pelimpah sebenarnya, Wl : Wl =

•

w 0,05m = (121 − 1) × = 7m sin α sin 60°

Q 0,045m3 / det = = 1,6 × 10− 3 m3 / m ⋅ det n ⋅ Pp 2 × 14m

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

⎞ ⎟ ⎟ ⎠

2/3

⎛ 35,32 ft 3 / det ⎞ ⎜ 0,045m 3 / det× ⎟ m 3 / det ⎟ =⎜ ⎜ ⎟ 3,281 ft 3,33 × 14m ⋅ ⎜ ⎟ m ⎝ ⎠

2/3

= 0,048 ft ≈ 0,015m

D-27

Detail Unit Pengolahan Air Minum

Saluran Pelimpah :

•

Panjang saluran pelimpah, Psal = 14 m

•

Lebar saluran pelimpah direncanakan, Lp = 0,3 m

•

Ketinggian muka air di atas saluran, h : ⎛ qs ⎞ ⎟ h=⎜ ⎜ 1,38L ⎟ p ⎠ ⎝

2/3

⎛ 0,045m3 / det ⎞ ⎟⎟ = ⎜⎜ × 1 , 38 0 , 3 m ⎝ ⎠

•

Free board = 0,17 m

•

Kedalaman saluran pelimpah, H :

2/3

= 0,23m

H = h + freeboard = 0,23m + 0,17m = 0,4m •

Kemiringan saluran pelimpah : 1 2 / 3 0,5 R S n h × Lp Q 1 = × × S 0,5 h × Lp n 2 × h + Lp

v=

0,045 1 0,23 × 0,3 = × × S 0,5 0,23 × 0,3 0,013 2 × 0,23 + 0,3 S = 0,009

•

Bilangan terjunan, D : 2

(

)

2

W 0,0033m3 / m ⋅ det D= l3 = = 1,73 × 10− 5 3 2 gH 9,81m / det × (0,4m )

•

Panjang terjunan, Ld :

(

Ld = 4,3 ⋅ H ⋅ D 0, 27 = 4,3 × 0,4m × 1,73 × 10− 5

)

0 , 27

= 0,089m ≈ 0,09m

Panjang terjunan dapat ditampung oleh saluran sehingga lebar saluran dapat diterima. Saluran Outlet :

•

Lebar saluran direncanakan, L = 1 m

•

Panjang saluran, P = 2 m

•

Debit aliran, Q = 0,045 m3/det

•

Antara saluran pengumpul dan saluran outlet digunakan terjunan dengan tinggi, H = 10 cm

•

Tinggi muka air di atas saluran outlet minimal 30 cm, hout = 30 cm.

D-28

Detail Unit Pengolahan Air Minum

•

Kecepatan aliran di saluran outlet, Vout : Vout =

•

Jari-jari hidrolis, R : Lh 1m × 0,3m = = 0,1875m L + 2h 1m + 2 × 0,3m

R= •

Q 0,045m3 / det = = 0,6m / det Lh 1m × 0,3m

Kemiringan saluran, S : 2

2

⎛ nV ⎞ ⎛⎜ 0,013 × 0,6m / det ⎞⎟ = 5 × 10− 4 S = ⎜ 2out =⎜ 2/3 /3 ⎟ ⎟ ⎝ R ⎠ ⎝ (0,1875m ) ⎠ •

Kehilangan tekan, HL : H L = S × P = 5 × 10−4 × 2m = 1 × 10−3 m

Zona Lumpur ¾ Data Perencanaan :

•

Panjang ruang lumpur, P = 11 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

¾ Perhitungan :

•

Volume limas, V : V =

•

1 1 ⋅ P ⋅ L ⋅ h = × 11m × 3m × 1m = 11m3 3 3

Berat lumpur kering yang dihasilkan, mlk : mlk = ( DosisAlum × 2,2) + ( Ke ker uhan × 0,36 × 8,34) mlk = (30mg / L × 2,2) + (75 × 0,36 × 8,34) mlk = 291,18lb / 10 6 galon Air = 34,9mg / Lair

•

Massa jenis lumpur kering, ρlk = 2200 kg/m3

•

Kadar air dalam lumpur, Cw = 98%

•

Berat lumpur, ml : ml =

•

mlk 34,9mg / Lair = = 1745mg / Lair C lk 0,02

Massa jenis lumpur, ρl : D-29

Detail Unit Pengolahan Air Minum

1

ρl

=

Clk

ρlk

+

Cw

ρw

=

0,02 0,98 + = 9,92 × 10− 4 m3 / kg 3 3 2200kg / m 997kg / m

ρl = 1008,06kg / m3 •

Volume lumpur, Vl : Vl =

•

ml

ρl

=

1745mg / Lair 1kg × 6 = 1,73 × 10 −6 m 3 / Lair 3 1008,06kg / m 10 mg

Debit lumpur, ql : ql = Q × Vl = 45 L / det× 1,73 × 10 −6 m 3 / Lair = 8 × 10 −5 m 3 / det = 0,28m 3 / jam

•

Periode pengurasan ruang lumpur, T : T=

VL 11m3 = ≈ 40 jam ql 0,28m3 / jam

Untuk memudahkan pelaksanaan pengurasan ruang lumpur di lapangan maka pengurasan ruang lumpur dilakukan 48 jam sekali. Pipa Drain Lumpur

•

Jarak antara katup penguras dengan sludge drying bed adalah 20 m

•

Waktu pengurasan lumpur, t = 10 menit

•

Diameter pipa penguras, d = 6 inchi = 15,24 cm

•

Volume lumpur yang dikeluarkan setiap periode pengurasan, Vp : V p = T × ql = 48 jam × 0,28m3 / jam = 13,44m3

•

Debit pengurasan lumpur, Q : Q=

•

13,44m3 1menit × = 0,0224m3 / det 10menit 60 det

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

Kecepatan aliran lumpur pada saat pengurasan, V : V =

•

t

=

Luas penampang pipa penguras, A : A=

•

Vp

Q 0,0224m3 / det = = 1,23m / det A 0,01824m 2

Kemiringan pipa, S : 1/ 0 , 54

Q ⎛ ⎞ S = ⎜⎜ ⎟ 2 , 63 ⎟ ⎝ 0,2785 ⋅ C ⋅ d ⎠

•

1/ 0 , 54

⎛ ⎞ 0,0224m 3 / det ⎟ = ⎜⎜ 2 , 63 ⎟ ⎝ 0,2785 × 110 × (0,1524m) ⎠

= 0,014

Kehilangan tekan pada sistem perpipaan, HL : D-30

Detail Unit Pengolahan Air Minum

H L = S × L = 0,014 × 20m = 0,28m

F. 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. ¾ 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

Kriteria desain untuk saringan pasir cepat menurut Reynolds (1982) : Karakteristik Antrasit : - Kedalaman - Ukuran Efektif - Koefisien Keseragaman Pasir : - Kedalaman - Ukuran Efektif - Koefisien Keseragaman Laju Filtrasi

Satuan

Nilai Rentang Tipikal

cm mm

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

60,96 1,0 1,7

cm mm

15,24-20,32 0,45-0,55 1,5-1,7 176-469,35

15,24 0,5 1,6 293,34

m3/hr-m2

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 – 6 % air terfiltrasi

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

Kecepatan Filtrasi

: 0,001157 – 0,003472 m/det

•

Kecepatan backwash

: 15 – 100 m/jam

•

Luas permukaan filter

: 10 – 20 m2

D-31

Detail Unit Pengolahan Air Minum

•

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/det

•

Kecepatan aliran dalam saluran outlet, Vout

: 0,9 – 1,8 m/det

•

Kecepatan dalam saluran pencuci, Vp

: 1,5 – 3,7 m/det

•

Kecepatan dalam saluran pembuangan, Vb

: 1,2 – 2,5 m/det

¾ Data Perencanaan :

Media Fitrasi •

Debit perencanaan,

Q

= 0,18 m3/det

•

Kecepatan filtrasi,

Vf

= 0,002 m3/det-m2

•

Kecepatan backwash,

Vb

= 0,0113 m3/det-m2

•

Ukuran media penyaring :

Keterangan

Satuan

Kedalaman media Ukuran efektif Koef keseragaman Spesifik Gravity Spheritas Porositas

cm mm

Media Penyaring Pasir Antrasit 60 20 0,45 1,1 1,5 1,6 2,65 1,6 0,82 0,72 0,42 0,42

•

Media penyangga berupa kerikil yang terdiri dari 5 lapisan

•

Waktu backwash,

tb

= 5 menit

D-32

Detail Unit Pengolahan Air Minum

•

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

= 2:1

•

Diameter orifice, øor

= 0,5 inchi

•

Jarak antar pusat lateral terdekat

= 5 inchi

Pengaturan Aliran •

Kecepatan aliran dalam saluran inlet, Vin = 1 m/det

•

Kecepatan aliran dalam saluran outlet, Vout = 1 m/det

•

Kecepatan dalam saluran pencuci, Vp = 3 m/det

•

Kecepatan dalam saluran pembuangan, Vb = 2 m/det

¾ Perhitungan : Desain Media Filtrasi

Karakteristik Media Penyaring •

Pasir -

ES

: 0,45

-

UC

: 1,5

-

SG

: 2,65

-

Ф

: 0,83 (untuk butiran berbentuk bulat)

-

ε

: 0,42

-

Kedalaman media pasir : 60 cm

-

Distribusi lapisan media pasir :

Diameter (mm) 0,27-0,37 0,37-0,49 0,49-0,65

•

di (mm) 0,32 0,43 0,57

Berat (%) 8,34 33,39 58,27

Tebal Lapisan (cm) 5,004 20,034 34,962

Antrasit − ES

: 1,1

− UC

: 1,6

− SG

: 1,6

− Ф

: 0,72

− ε

: 0,42

− Kedalaman media antrasit : 20 cm D-33

Detail Unit Pengolahan Air Minum

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

dimana :

0.667

d1 = diameter pasir terbesar d2 = diameter antrasit terkecil yang digunakan ρ1 = spesific gravity antrasit ρ2 = spesific gravity pasir

d1 ⎛ ρ 2 − ρ ⎞ ⎟ =⎜ d 2 ⎜⎝ ρ1 − ρ ⎟⎠

0.667

0,57 mm ⎛ 1,6 − 1 ⎞ =⎜ ⎟ d2 ⎝ 2,65 − 1 ⎠ d 2 = 1,12 mm

0.667

Jadi, agar intermixing tidak terjadi diameter antrasit terkecil yang boleh digunakan adalah 1,12 mm. − Distribusi lapisan media antrasit : Diameter (mm) 0,97-1,24 1,24-1,57 1,57-1,87

di (mm) 1,12 1,405 1,72

Berat (%) 18,08 33,41 48,51

Tebal Lapisan (cm) 3,616 6,682 9,702

Karakteristik Media Penyangga (Kerikil) -

Ф

= 0,95

-

SG

= 2,65

-

ε

= 0,40

-

Ketebalan media kumulatif (Fair, Geyer & Okun, 1958), L : L = k ⋅ (log d + 1,4 ), k = 12

Distribusi lapisan media penyangga : Diameter

Tebal Kum

inchi 0,10 0,40 0,90 1,60 2,50

inchi 4,80 12,02 16,25 19,25 21,58

Tebal Lapisan inchi 4,80 7,22 4,23 3,00 2,33 Total

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

Kedalaman media penyangga : 54,80 cm ≈ 55 cm D-34

Detail Unit Pengolahan Air Minum

Desain Bak Filtrasi

•

Kapasitas pengolahan, Q = 0,18 m3/det = 4,1 MGD

•

Kecepatan filtrasi direncanakan, Vf = 0,002 m/det

•

Jumlah bak filtrasi, N : N = 1,2 ⋅ Q 0,5 = 1,2 × (4,1MGD) 0,5 = 2,4 ≈ 3buah (+ 1 cadangan)

•

Kapasitas tiap bak, q : Q 0,18 m 3 / det = = 0,045m 3 / det N 4

q= •

Luas permukaan bak, Abak : Abak =

•

0,045m 3 / det q = = 22,5 m 2 3 2 V f 0,002m / det⋅ m

Dimensi bak : P=6m L=3m

•

Kecepatan filtrasi sebenarnya, Vf : q 0,045 m 3 / det = = 0,0025 m / det → OK! p×l 6m×3m

Vf =

Kontrol Operasi •

Bila hanya 3 bak yang beroperasi maka, q : q=

•

Q 0,18m3 / det = = 0,06m3 / det 3 3

Kecepatan filtrasi, Vf : Vf =

q 0,06m3 / det = = 3,3 × 10− 3 m / det → OK! 2 Abak 18m

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 = 1,27 cm

•

Luas orifice, Aor : Aor =

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

D-35

Detail Unit Pengolahan Air Minum

•

Luas total orifice, Aortot : Aortot : Abak = 3 × 10 −3 : 1 = 3 × 10 −3 × Abak = 3 × 10 −3 × 18 m 2 = 0,054m 2

•

Jumlah orifice, nor : Aortot 0,054m 2 = ≈ 425 Aor 1,27 × 10 − 4 m 2

nor =

Pipa Lateral •

Direncanakan jarak lateral dengan dinding filter = 25 cm

•

Luas pipa lateral : Luas orifice = 2 : 1

•

Luas lateral total, Altot : Altot =

2 × Aortot = 2 × 0,054 m 2 = 0,108 m 2 1

•

Panjang manifold = panjang bak, pm = 6 m

•

Jarak antar pipa lateral, jl = 5 inchi = 12,7 cm

•

Jumlah pipa lateral, nl : nl =

•

Luas per lateral, Al : Al =

•

Altot 0,108 m 2 = = 1,1 × 10 −3 m 2 nl 94

Diameter lateral, dl : dl =

•

pm 6m ×2= × 2 ≈ 94 buah jl 0,127m

4 ⋅ Al

π

=

4 × 1,1 × 10 −3 m 2

π

= 0,037 m ≈ 2 inchi

Jumlah orifice per lateral, nol : nol =

nor 425 = = 5 buah nl 94

Pipa Manifold •

Luas manifold : Luas lateral = 2 : 1

•

Luas manifold, Am : Am =

•

2 × Altot = 2 × 0,108 m 2 = 0,216 m 2 1

Diameter manifold, dm :

D-36

Detail Unit Pengolahan Air Minum

dm = •

4 × 0,216 m 2

π

= 0,52m ≈ 24inchi

1 1 π d m 2 = π (0,61m) 2 = 0,29 m 2 4 4

Panjang lateral, pl : pl =

•

π

=

Luas manifold sebenarnya, Am : Am =

•

4 Am

Lbak − d m 3m − 0,61 − (2 × 0,25)m = = 1m 2 2

Jarak antar orifice, jor : jor =

pl 1m = = 0,2m nol 5

Cek :

•

Jumlah orifice total sebenarnya, nor : nor = nol × nl = 5 × 94 = 470 buah

•

Luas orifice total sebenarnya, Aortot : Aortot = nor × Aor = 470 × 1,27 × 10 −4 m 2 = 0,06m 2

•

Luas orifice : Luas media : Aortot : Abak = 0,054m 2 : 18m 2 = 3 × 10−3 : 1 → OK!

•

Luas lateral total sebenarnya, Altot : Altot = nl × Al = 94 ×

•

1 × π (0,0508m) 2 = 0,19m 2 4

Luas lateral : Luas orifice : Altot : Aortot = 0,19m 2 : 0,054m 2 = 3,5 : 1 → OK!

•

Luas manifold : Luas lateral : Am : Altot = 0,29m 2 : 0,19m 2 = 1,5 : 1 → OK!

Kehilangan Tekan Pada Saat Permulaan Filtrasi

•

Media Pasir Diameter mm 0,27-0,37 0,37-0,49 0,49-0,65

ø Tengah (di) mm 0,32 0,43 0,56

Xi % 8,34 33,39 58,27 Total

Xi/di2 (mm-2) 0,83 1,84 1,83 4,51

Kehilangan tekan pada media pasir, hp : D-37

Detail Unit Pengolahan Air Minum

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

2

hp =

2

5 × 2,5 × 10 − 3 m / det× 8,774 × 10 − 7 m 2 / det (1 − 0,42) 2 ⎛ 6 ⎞ 106 mm 2 × ×⎜ ⎟ × 0,6m × 4,51mm − 2 × 2 3 9,81m / det 0,42 m2 ⎝ 0,83 ⎠ hp = 0,54m

hp =

•

Media Antrasit Diameter mm 0.97-1.24 1.24-1.57 1.57-1.87

ø Tengah (di) mm 1,10 1,40 1,71

Xi % 18,08 33,41 48,51 Total

Xi/di2 (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

ha =

2

2

106 mm 2 5 × 2,5 × 10 − 3 m / det× 8,774 × 10− 7 m 2 / det (1 − 0,42) 2 ⎛ 6 ⎞ × ×⎜ ⎟ × 0,2m × 0,49mm − 2 × 2 3 9,81m / det 0,42 m2 ⎝ 0,72 ⎠ ha = 0,027m

ha =

•

Media Kerikil Diameter mm 2,54 12,70 22,86 33,02 43,18 Total

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

Xi % 29,45 44,32 25,93 18,40 14,27 132,36

Xi/di2 (mm-2) 0,04564 0,00275 0,00050 0,00017 0,00008 0,04913

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

hk =

2

2

5 × 2,5 × 10− 3 m / det× 8,774 × 10− 7 m 2 / det (1 − 0,4) 2 ⎛ 6 ⎞ 106 mm2 × ×⎜ ⎟ × 0,548m × 0,04913mm− 2 × 2 3 9,81m / det 0,4 m2 ⎝ 0,95 ⎠ hk = 0,005m hk =

•

Orifice − Debit melalui orifice, qor : Q 0,045m3 / det qor = = = 8 × 10− 5 m3 / det nor 564 − Kehilangan tekan melalui orifice, hor :

D-38

Detail Unit Pengolahan Air Minum

hor = k

•

q or

2

= 2,4 ×

2

Aor ⋅ 2 g

(8 × 10

(1,27 × 10

−4

m2

−5

)

2

m 3 / det

)

2

× 2 × 9,81m / det 2

= 0,048m

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

Q 0,045m 3 / det = = 4,8 × 10 −4 m 3 / det nl 94

− Kecepatan melalui lateral, Vl : Vl =

ql 4,8 × 10 −4 m 3 / det = = 0,24m / det Al 1 2 × π × (0,0508m ) 4

− Kehilangan tekan melalui lateral, hl :

(0,24m / det ) = 5 × 10− 4 m 1 L V 1 1m ⋅ f ⋅ l ⋅ l = × 0,026 × × 3 dl 2 g 3 0,0508m 2 × 9,81m / det 2 2

hl =

•

2

Manifold − Diameter manifold, dm = 24 inchi = 0,6096 m − Panjang manifold, pm = 6 m − Debit melalui manifold, qm = 0,045 m3/det − Kecepatan melalui manifold, Vm : qm 0,045m 3 / det Vm = = = 0,15m / det Am 1 2 × π × (0,6096m ) 4 − Kehilangan tekan melalui manifold, hm :

(0,15m / det ) = 1× 10− 4 m 1 1 L V 6m ⋅ f ⋅ m ⋅ m = × 0,026 × × 3 dm 2 g 3 0,6096 m 2 × 9,81m / det 2 2

hm =

•

2

Total kehilangan tekan, ΔH : ΔH = h p + ha + hk + hor + h l + hm ΔH = 0,54m + 0,027 m + 0,005m + 0,048m + 5 × 10 − 4 m + 1 × 10 − 4 m ΔH = 0,621 m

•

Ketinggian air maksimum, Hmaks = 1 m

•

Ketinggian air di bak filtrasi sebelum dilakukan backwash, H :

D-39

Detail Unit Pengolahan Air Minum

H = H p + H a + H k + ΔH + H maks H = 0,6m + 0,2m + 0,55m + 0,621m + 1m = 3m •

Dasar gutter direncanakan berada pada ketinggian air maksimum

•

Freeboard = 100 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 1,5 m/det dengan debit yang melalui pipa adalah 0,045 m3/det. •

Luas penampang pipa inlet, A : A=

•

Q 0,045m 3 / det = = 0,03m 2 V 1,5m / det

Diameter pipa inlet, d : 4⋅ A

d= •

π

=

4 × 0,03m 2

π

= 0,2m ≈ 8inchi

Kecepatan aliran sebenarnya pada inlet, V : V =

q 0,045m 3 / det = = 1,39m / det A 1 2 × π × (0,2032m) 4

•

Panjang pipa terjauh direncanakan, L = 30 m

•

Kehilangan tekan sepanjang pipa inlet, Hmayor :

•

1 / 0 , 54

H mayor

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

H mayor

⎛ 0,045m 3 / det× (30m) 0,54 ⎞ ⎟ = ⎜⎜ 2 , 63 ⎟ ⎝ 0,2785 × 110 × (0,2032m) ⎠

1 / 0 , 54

= 0,399m

Kehilangan tekan akibat aksesoris pipa, Hminor : Aksesoris Elbow 90° - 8" Gate valve - 8"

Jmlh

k

5 1

0,3 0,2

V m/det 1,39 1,39 Σ ΔHminor

ΔHminor m 0,148 0,020 0,168

H min or = 0,168m D-40

Detail Unit Pengolahan Air Minum

•

Kehilangan tekan pada saluran inlet, ΔHin : ΔH in = H mayor + H min or = 0,399m + 0,168m = 0,567m

Zona Inlet Zona inlet direncanakan memiliki dimensi sebagai berikut : •

Lebar zona inlet = lebar bak filtrasi, l = 3 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/det dan panjang pipa outlet terjauh, L = 0,5 m. Debit air yang melalui pipa adalah 0,045 m3/det. •

Luas penampang pipa outlet, A : A=

•

Q 0,045m 3 / det = = 0,045m 2 1m / det V

Diameter pipa outlet, d : d=

•

4⋅ A

π

=

4 × 0,045m 2

π

= 0,24m = 9,4inchi ≈ 10inchi

Kecepatan aliran sebenarnya pada outlet, V : q 0,045m 3 / det V= = = 0,89m / det A 1 × π × (0,254m) 2 4

•

Panjang pipa terjauh direncanakan, L = 0,5 m

•

Kehilangan tekan sepanjang pipa outlet, Hmayor :

•

1 / 0.54

H mayor

⎛ ⎞ Q ⋅ L0.54 ⎟ = ⎜⎜ 2.63 ⎟ ⎝ 0,2785 ⋅ C ⋅ d ⎠

H mayor

⎛ 0,045m 3 / det × (0,5m) 0.54 ⎞ ⎟ = ⎜⎜ 2.63 ⎟ ⎝ 0,2785 × 110 × (0,254m) ⎠

1 / 0.54

= 0,002m

Kehilangan tekan akibat aksesoris pipa, Hminor : Aksesoris Reducer 24”-10” Gate valve – 10"

Jmlh 1 1

k 0,15 1,5

V (m/det) 0,89 0,89 Σ ΔHminor

ΔHminor (m) 0,006 0,061 0,067

Hminor = 0,067 m D-41

Detail Unit Pengolahan Air Minum

•

Kehilangan tekan pada sistem outlet, ΔHout : ΔH out = H mayor + H min or = 0,002m + 0,067 m = 0,069 m

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/det

•

Luas penampang filter, Abak = 18 m2

•

Lama pencucian, tbw = 10 menit

•

Debit backwash, qbw : qbw = Abak × Vbw = 24m 2 × 0,0113m / det = 0,27m 3 / det

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 ) ⋅ ∑

•

⎞ ⎟⎟ ⎠

2

Xi 1− εe

Media Pasir Diameter mm 0,27-0,37 0,37-0,49 0,49-0,65

-

ø Tengah (di) mm 0,32 0,43 0,56

ε 0,42 0,42 0,42 Total

Li m 0,05 0,20 0,35 0,60

εe3/(1-εe)

1/(1-εe)

εe

1,428 0,787 0,448

3,69 2,86 2,36

0,73 0,65 0,58 Total

Lie m 0,076 0,306 0,535 0,917

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

∑L −∑L ∑L ie

i

i

•

⎛ 6 ⋅ ⎜⎜ ⎝ Φ ⋅ di

× 100% =

0917 m − 0,6m × 100% = 53% 0,6m

Media Antrasit

D-42

Detail Unit Pengolahan Air Minum

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

-

ø Tengah (di) mm 1,10 1,40 1,71

ε 0,42 0,42 0,42 Total

Li m 0,036 0,067 0,097 0,200

εe3/(1-εe)

1/(1-εe)

εe

0,508 0,314 0,208

2,45 2,13 1,91

0,59 0,53 0,48 Total

Lie m 0,043 0,081 0,117 0,241

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

∑L −∑L ∑L ie

i

× 100% =

i

0,241m − 0,2m × 100% = 20,5% 0,2m

Kehilangan Tekan Pada Saat Backwash

Kehilangan tekan akibat backwash, ΔHe : (1 − ε e ) 2 k ΔHe = v b υ g ε 3e y

y

•

⎛ 6 ⎜⎜ ⎝ φd i

2

⎞ ⎟⎟ L ei ⎠

Pasir Diameter (mm) 0,32 0,43 0,56

ε 0,73 0,65 0,58

Lie(cm) 7,6 30,6 53,5

He (cm) 3,7 19,5 40,7 63,9

diameter (mm) 1,10 1,40 1,71

ε 0,59 0,53 0,48

Lie(cm) 4,3 8,1 11,7

He (cm) 1,0 2,2 3,4 7,6

Xi % 29,45 44,32 25,93 18,40 14,27 132,36

Xi/di2 (mm-2) 0,04564 0,00275 0,00050 0,00017 0,00008 0,04913

Antrasit

Media Kerikil Diameter mm 2,54 12,70 22,86 33,02 43,18 Total

Tebal Lapisan Cm 12,19 18,35 10,73 7,62 5,91 54,80

Kehilangan tekan saat backwash pada media penyangga, hkbw : hkbw =

(1 − ε ) ⋅ ⎛ 6 ⎞ ⋅ L ⋅ X i k ⋅ Vbw ⋅υ ⋅ ⎜ ⎟ ∑d2 g ε3 ⎝ Φ ⎠ i

hkbw =

5 × 0,0113m / det × 8,774 × 10− 7 m2 / det (1 − 0,4)2 ⎛ 6 ⎞ 106 mm2 × ×⎜ ⎟ × 0,548m × 0,04913mm− 2 × 2 3 9,81m / det 0,4 m2 ⎝ 0,95 ⎠

2

2

2

hkbw = 0,031m

•

Orifice

D-43

Detail Unit Pengolahan Air Minum

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

qbw 0,27 m 3 / det = = 4,8 × 10 − 4 m 3 / det nor 564

− Kehilangan tekan melalui orifice pada saat backwash, horbw : q orbw

horbw =

•

(4,8 × 10 m / det ) (1,27 × 10 m ) × 2 × 9,81m / det

2

2

Aor ⋅ 2 g . C 2

−4

=

−4

3

2

2 2

2

× 0,6 2

= 2,022 m

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

qbw 0,27 m 3 / det = = 2,87 × 10 −3 m 3 / det nl 94

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

qlbw 2,87 × 10 −3 m 3 / det = = 1,42 m / det 1 Al 2 × π × (0,0508m ) 4

− Kehilangan tekan melalui lateral pada saat backwash, hlbw : L V (1,42m / det )2 = 0,018m 1 1 1m ⋅ f ⋅ l ⋅ lbw = × 0,026 × × 3 d l 2g 3 0,0508m 2 × 9,81m / det 2 2

hlbw =

− Kehilangan tekan melalui orifice lateral, ΔHol : ΔHol = •

v2

ol

2gC 2

=

(1,42 m/det) 2 2 × 9,81 m/det 2 × 0,6 2

= 0,285 m

Manifold − Diameter manifold, dm = 0,6096 m − Panjang manifold, pm = 6 m − Debit melalui manifold pada saat backwash, qmbw = 0,27 m3/det − Kecepatan melalui manifold pada saat backwash, Vmbw : Vmbw

q mbw 0,27 m 3 / det = = = 0,925m / det 1 Am 2 × π × (0,6096m ) 4

− Kehilangan tekan melalui manifold pada saat backwash, hmbw :

D-44

Detail Unit Pengolahan Air Minum

L V (0,925m / det )2 = 3,7 ×10 −3 m 1 1 6m hmbw = ⋅ f ⋅ m ⋅ mbw = × 0,026 × × 3 d m 2g 3 0,6096m 2 × 9,81m / det 2 2

•

Pipa pencuci dari Menara Air -

Jarak antara menara air dengan bak filtrasi terjauh, L = 30 m

-

Pipa yang digunakan adalah pipa besi, C = 110

-

Kecepatan pencucian, Vp = 3 m/det (kriteria desain 2,5 – 3,7 m/det)

-

Luas penampang pipa, Ap : qbw 0,27m 3 / det = = 0,09m 2 Ap = 3m / det Vp

-

Diameter pipa, dp : dp =

-

4 Ap

π

=

4 × 0,09m 2

π

Kehilangan tekan pada pipa, Hmayor : 1 / 0 , 54

H mayor

-

= 0,34m = 14inchi

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

⎛ 0,27 m / det × (30m )0,54 ⎞ ⎟ = ⎜⎜ 2 , 63 ⎟ ⎝ 0,2785 × 110 × (0,391m ) ⎠

1 / 0 , 54

= 0,455m

Kehilangan tekan akibat aksesoris, Hminor : Aksesoris pipa yang digunakan adalah : Jenis Elbow 90° Tee Gate valve

H min or = ∑ k

-

Jumlah (n) 2 3 1 jumlah

k 0,3 1,5 0,25

kxn 0,6 4,5 0,25 5,35

v2 32 = 5,35 × = 2,454m 2 × 9,81 2g

Kehilangan tekan pada pipa pencuci, hpp : h pp = H min or + H mayor = 0,455m + 2,454m = 2,909

•

Total kehilangan tekan pada saat backwash, ΔHbw : ΔH bw = h pbw + habw + hkbw + horbw + hol + h lbw + hmbw + h pp ΔH bw = 0,639m + 0,076m + 0,031m + 2,202m + 0,285 + 0,018m + 3,7 × 10 −3 m + 2,909m ΔH bw = 6,164m

•

Kedalaman media saat terekspansi, Hmbw : H mbw = H pbw + H abw + H k H mbw = 0,918m + 0,241m + 0,55m = 1,682m ≈ 1,7m

D-45

Detail Unit Pengolahan Air Minum

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 1,7 m di atas dasar bak filtrasi (H media terekspansi = 1,7 m). Pada unit filtrasi ini direncanakan gutter diletakkan 3 m dari dasar bak filtrasi. •

Gutter − Direncanakan jumlah gutter, ng = 2 buah − Debit backwash, qbw = 0,27 m3/det − Debit gutter, qg = 0,135 m3/det − Lebar gutter, Lg = 0,5 m − Kedalaman air dalam gutter, hg :

⎛ qg hg = ⎜ ⎜ 1,38 L g ⎝

⎞ ⎟ ⎟ ⎠

2/3

⎛ 0,135m 3 / det ⎞ ⎟⎟ = ⎜⎜ ⎝ 1,38 × 0,5m ⎠

2/3

= 0,34m

− Freeboard = 16 cm •

Pelimpah − Jumlah pelimpah, np = 4 buah − Panjang pelimpah = panjang bak filtrasi, pp = 6 m − Total panjang pelimpah, pptot = 24 m − Beban pelimpah, Wp : Wp =

qbw 0,27m 3 / det = = 0,01m 3 / det⋅ m p ptot 24m

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

2/3

⎛ 35,32 ft 3 / det ⎞ ⎜ 0,27m3 / det × ⎟ m3 / det ⎟ =⎜ 3,281 ft ⎜ ⎟ 3,33 × 24m × ⎜ ⎟ m ⎝ ⎠

2/3

= 0,91 ft = 0,28m

D-46

Detail Unit Pengolahan Air Minum

Saluran Pembuangan Saluran pembuangan direncanakan berupa pipa dengan kecepatan aliran pada saluran pembuangan sebesar 2 m/det dan debit backwash sebesar 0,27 m3/det. •

Luas penampang pipa pembuangan, Ab : Ab =

•

qbw 0,27m 3 / det = = 0,135m 2 2m / det Vb

Diameter pipa pembuangan, db : 4 Ab

db = •

π

=

4 × 0,135m 2

π

= 0,415m ≈ 16inchi

Kecepatan sebenarnya di dalam pipa pembuangan, Vb : Vb =

qbw 1 2 ⋅π ⋅ db 4

=

0,27 m 3 / det 1 2 × π × (0,4064m ) 4

= 2,1m / det → OK!

Bak Ekualisasi Bak ekualisasi dibutuhkan untuk menstabilkan aliran dalam unit filtrasi sebelum masuk ke dalam unit reservoir. Dimensi bak ekualisasi yang direncanakan adalah sebagai berikut : •

Jumlah bak ekualisasi = 4 bak (sejumlah unit filtrasi)

•

Debit yang masuk tiap bak, Q = 0,045 m3/det

•

Panjang bak, p = 2 m

•

Lebar bak, l = 1 m

•

Kedalaman bak, h = 0,8 m (freeboard = 0,2 m)

Sistem outlet : Saluran outlet berupa pipa dengan kecepatan pengaliran sebesar 1 m/det. Debit air pada outlet, Qout = 0,045 m3/det. •

Luas penampang pipa, A =

•

Diameter pipa, Din =

•

Kecepatan aliran, vin =

4A

π

Qin 0,18 = = 0,18 m 2 1 v =

4 × 0,18

π

= 0,48m = 18inch

0,18 = 1,096m / det →OK 0,25 × π × 0,4572 2

D-47

Detail Unit Pengolahan Air Minum

Panjang pipa terjauh direncanakan, L = 18 m Aksesoris yang digunakan : •

Elbow 900 = 4 buah, k = 0,3

•

Tee = 3 buah, k = 0,2

•

Gate valve = 4 buah, k = 1,5

•

Kehilangan tekan akibat pipa outlet, Hmayor : H mayor = f

•

L v2 20 1,0962 = 0,026 × × = 0,069m d 2g 0,4572 2 × 9,81

Kehilangan tekan akibat asesoris pipa, Hminor : H mayor = ∑ k

•

v2 1,0962 = [(4 × 0,3) + (3 × 0,2) + (4 × 1,5)] = 0,477m 2 × 9,81 2g

Kehilangan tekan total, Htot = 0,546 m

G. DESINFEKSI

Desinfeksi adalah proses penghilangan mikroorganisme patogen yang terdapat di dalam air. Dimensi Bak Pembubuh − Data Perencanaan : •

Debit Pengolahan, q = 0,18 m3/det

•

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%) = 1 mg/L

•

Berat Jenis kaporit, ρkpr = 0,86 Kg/L

•

Konsentrasi kaporit, Ckpr = 10%

− Perhitungan : •

Kebutuhan kaporit, mkpr : mkpr = q × DosisKaporit mkpr = 0,18m 3 / det× 1mg / L ×

•

1000 L = 180mg / det = 15,552 Kg / hari m3

Debit kaporit, qkpr :

D-48

Detail Unit Pengolahan Air Minum

q kpr = •

mkpr

=

ρ kpr

15,552 Kg / hari = 18,08 L / hari 0,86 Kg / L

Volume kaporit tiap pembubuhan, Vkpr : Vkpr = q kpr ⋅ t d = 18,08 L / hari × 1hari = 18,08 L = 0,0181m 3

•

Volume pelarut, Vair : 1 − Ckpr Vair =

•

Ckpr

× mkpr

ρ air

1 − 0,1 × 15,552 Kg / hari 0,1 td = × 1hari = 0,14m3 3 997 Kg / m

Volume larutan, Vdisinfeksi : Vdi sin feksi = Vkpr + Vair = 0,018m3 + 0,14m3 = 0,158m3

•

Volume kaporit total, Vtot : Vtot = V penyisihan besi + Vdi sin feksi = 0,325m 3 + 0,158m 3 = 0,483m 3

•

Dimensi bak pembubuh : − Diameter bak pembubuh, d = 1 m − Ketinggian bak pembubuh, d : A = 0,25 π d 2 = 0,25 × π × 12 = 0,785m 2 V 0,483 = 0,6m h= = A 0,785 − Freeboard = 20 cm

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 = 0,483 m3/hari = 5,6 x 10-6 m3/det

− Perhitungan •

Massa jenis larutan, ρl : ρl =

Ckpr

ρ kpr

•

+

1 = 1 − Ckpr

ρ air

1 0,1 1 − 0,1 + 3 860 Kg / m 997 Kg / m3

= 981Kg / m3

Daya pompa, P :

D-49

Detail Unit Pengolahan Air Minum

P=

ρl ⋅ g ⋅ ql ⋅ H 981kg / m3 × 9,81m / det 2 × 5,6 × 10−6 m3 / det × 10m = η 0,85

P = 0,63Watt Pompa yang akan digunakan memiliki motor dengan daya 80 Watt. H. 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 = 0,18 m3/det

•

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.

•

Jumlah bak penjenuh kapur adalah 3 (2 operasional – 1 cadangan) dengan bentuk silinder dengan dasar berbentuk konus.

•

Dosis kapur (100%) = 16 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/det

Perhitungan : Bak Pelarut Kapur •

Kebutuhan kapur, mkapur : 16mg / L 1000 L DosisKapur (100%) = 0,18m3 / det× × 0,7 m3 % KandunganKapur = 4114,29 mg / det = 355,47 Kg / hari

mkapur = q × mkapur •

Debit kapur, qkapur :

D-50

Detail Unit Pengolahan Air Minum

qkapur =

•

mkapur

=

ρ kapur

355,47 Kg / hari = 95,8 L / hari 3,71Kg / L

Volume kapur tiap pelarutan, Vkapur : Vkapur = qkapur ⋅ td = 95,8 L / hari × 1hari = 95,8 L = 0,096m3

•

Volume pelarut, Vair : 1 − Ckapur Vair =

•

× mkapur

Ckapur

ρ air

1 − 0,1 × 355,47 Kg / hari 0,1 ⋅ td = × 1hari = 3,209m 3 997 Kg / m 3

Volume larutan, V : V = Vkapur + Vair = 0,096m3 + 3,209m3 = 3,305m3

•

Dimensi bak pelarut : − Diameter bak pembubuh, d = 1,8 m − Ketinggian bak pembubuh, h A= d=

V 3,305m 3 = = 1,84m 2 h 1,8m 4A

π

=

4 × 1,84m 2

π

= 1,5m

− 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 tiap bak, qkj : qkj =

•

1 mk 1 355,47 Kg / hari 106 mg m3 hari × = × × × × = 0,00185 m3 / det 2 Cs 2 1100 mg / L Kg 1000 L 86400 det

Luas permukaan lime saturator, Als : Als =

•

Vup

=

0,00185m3 / det = 4,44m 2 −4 4,17 × 10 m / det

Diameter bak, dls : d ls =

•

qkj

4 Als

π

=

4 × 4,44m 2

π

≈ 2,5m

Tinggi silinder, hls :

D-51

Detail Unit Pengolahan Air Minum

hls = Vup × tk = 4,17 × 10−4 m / det× 3600 det = 1,5m

•

Volume silinder, Vls : Vls =

•

1 1 2 2 ⋅ π ⋅ (d ls ) ⋅ hls = × π × (2,5m ) × 1,5m = 7,36m3 4 4

Tinggi konus, hk : hk = 0,5 ⋅ d ls ⋅ tan α = 0,5 × 2,5m × tan 60° = 2,17 m ≈ 2m

•

Volume konus, Vk : Vk =

•

1 1 ⋅ hk ⋅ Als = × 2m × 4,44m 2 = 2,96m3 3 3

Volume total, V : V = Vls + Vk = 7,36m3 + 2,96m3 = 10,32m3

•

Freeboard = 30 cm

Pompa Pembubuh Kapur Jenuh − Data Perencanaan : •

Jumlah pompa adalah 3 (2 operasional – 1 cadangan), sesuai jumlah bak penjenuh kapur.

•

Efisiensi pompa, η = 0,85

•

Head pompa disediakan, H = 10 m

•

Debit larutan kapur jenuh pompa, qkj = 0,00185 m3/det

•

Konsentrasi larutan kapur jenuh, Cs = 0,11%

− Perhitungan : •

Massa jenis larutan, ρl : ρl =

1 Cs

ρ kapur

•

+

1 − Cs

ρ air

=

1 0,0011 1 − 0,0011 + 3 3710 Kg / m 997 Kg / m3

= 997,8 Kg / m3

Daya pompa, P : P=

ρl ⋅ g ⋅ qkj ⋅ H 997kg / m3 × 9,81m / det 2 × 0,00185m3 / det× 10m = η 0,85

P = 213Watt

Pompa yang akan digunakan memiliki motor dengan daya 500 Watt.

D-52

Detail Unit Pengolahan Air Minum

I. MENARA AIR

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 1 buah yang akan dipergunakan untuk melayani kebutuhan unit-unit berikut sebanyak 1 kali layan : 1. Pencucian filter 2. Pembubuhan kaporit pada unit penyisihan besi 3. Pembubuhan alum 4. Pembubuhan kaporit pada desinfeksi 5. Pelarutan kapur 6. Penjenuhan kapur 7. Kebutuhan kantor (diasumsikan jumlah karyawan adalah 20 orang pada tahap I dan 30 orang pada tahap II dengan konsumsi air bersih sebesar 50 L/org/hari). − Perhitungan : •

Volume air untuk satu kali pencucian filter, Vbw : Vbw = qbw × t bw = 0,27m 3 / det× 600 det = 162m 3

•

Volume air untuk satu kali pembubuhan kaporit (penyisihan besi), Vpr = 0,58 m3

•

Volume air untuk satu kali pembubuhan alum, Va = 4,2 m3

•

Volume air untuk satu kali pembubuhan kaporit (desinf), Vd = 0,14 m3

•

Volume air untuk satu kali pelarutan kapur, Vk = 3,209 m3

•

Volume air untuk satu kali penjenuhan kapur, Vjk = 18,63 m3

•

Volume air untuk kebutuhan kantor selama satu hari, Vkantor : Vkantor = nkar × Qor × t = 30org × 50 L / org / hari × 1hari = 1500 L = 1,5m3

•

Volume air total, Vma : Vma = Vbw + V pr + Va + Vd + Vk + Vkj + Vkantor Vma = 156m 3 + 0,58m 3 + 4,2m 3 + 0,14 m3 + 3,209 m3 + 18,63m 3 + 1,5m 3 = 184,259m 3

•

Dimensi menara air :

D-53

Detail Unit Pengolahan Air Minum

•

-

Panjang,

p = 6m

-

Lebar,

l

-

Tinggi,

h = 5,12 m

-

Freeboard

= 6m = 0,38 m

Tinggi menara air, hma : hma = ΔH bw + H gutter = 6,164m + 3,5m = 9,664m Dari perhitungan di atas diperoleh ketinggian minimum menara air, untuk mengantisipasi kehilangan tekan lainnya maka tinggi menara air direncanakan setinggi 15 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/det (η = 0,85). •

Kecepatan aliran dalam pipa, Vp : Q 0,03m3 / det Vp = = = 1,6m / det Ap 1 × π × (0,1524m )2 4

•

Kehilangan tekan pada pipa lurus, Hmayor : 1 / 0.54

H mayor

•

⎛ ⎞ Q ⋅ L0.54 ⎟ = ⎜⎜ 2.63 ⎟ ⎝ 0.2785 ⋅ C ⋅ d ⎠

⎛ 0,03m3 / det × (40m )0.54 ⎞ ⎟ = ⎜⎜ 2.63 ⎟ ⎝ 0,2785 × 110 × (0,1524m ) ⎠

1 / 0.54

Kehilangan tekan akibat aksesoris pipa, Hminor : Aksesoris Elbow 90° - 6" Gate valve - 6" Check valve - 6"

Jmlh 4 1 1

k 0,3 0,2 2,3

H min or = 0,491 m •

= 1,020m

V (m/det) 1,64 1,64 1,64 Σ ΔHminor

ΔHminor (m) 0,165 0,026 0,3 0,491

Kehilangan tekan pada pipa pengisi, ΔH : ΔH = H mayor + H min or = 1,020m + 0,491m = 1,511m

•

Head statis, Hs = 20,5 m

•

Head pompa yang dibutuhkan, Hp : H p = ΔH + H s = 1,511m + 20,5m = 22,011m

D-54

Detail Unit Pengolahan Air Minum

•

Head pompa disediakan, H = 25 m

•

Daya pompa, P : P=

ρ ⋅ g ⋅ Q ⋅ H 997 Kg / m3 × 9,81m / det 2 × 0,03m3 / det × 25m = = 8629,9Watt η 0,85

Pompa yang akan digunakan memiliki motor dengan daya 11 kW. J. 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. Air dari ground reservoir dialirkan menuju elevated reservoir dengan sistem pemompaan. Reservoir yang akan digunakan adalah groud reservoir dengan volume yang disesuaikan dengan sistem pemompaan dan pola pemakaian air yang ada. − Kriteria Desain : a. Ambang Bebas dan Dasar Bak •

Ambang bebas minimum 30 cm di atas muka air tertinggi

•

Dasar bak minimum 15 cm dari muka air terendah

b. Inlet dan Outlet •

Posisi dan jumlah pipa inlet ditentukan berdasarkan pertimbangan bentuk dan struktur tangki sehingga tidak ada daerah dengan aliran yang mati

•

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.

c. Ventilasi dan Manhole •

Reservoir dilengkapi dengan ventilasi, manhole, dan alat ukur tinggi muka air

•

Tinggi ventilasi ± 50 cm dari atap bagian dalam

D-55

Detail Unit Pengolahan Air Minum

•

Ukuran manhole harus cukup untuk dimasuki petugas dan kedap air.

Data Perencanaan : •

Debit pengolahan, Q = 0,18 m3/det

•

Jumlah reservoir, n = 1 buah

•

Kemiringan dasar bak 1/1000

•

Reservoir dilengkapi dengan buffle untuk mencegah aliran mati.

•

Diameter pipa penguras, dpeng = 6 inchi

•

Diameter pipa peluap, dpel = 6 inchi

Perhitungan : Waktu 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

•

Produksi air Pemompaan Reservoir IPA Pemakaian Reservoir distribusi per jam air per jam Surplus Defisit per jam Surplus Defisit % % % % % % % 4,17 2 2,17 1,04 0,96 4,17 2 2,17 1,22 0,78 4,17 2 2,17 1,56 0,44 4,17 2 2,17 2,59 0,59 4,17 6 1,83 4,32 1,68 4,17 6 1,83 6,63 0,63 4.17 6 1,83 8,42 2,42 4,17 6 1,83 6,71 0,71 4,17 5 0,83 6,4 1,4 4,17 5 0,83 5,8 0,8 4,17 5 0,83 5,5 0,5 4,17 5 0,83 5,2 0,2 4,17 5 0,83 4,31 0,69 4,17 5 0,83 4,3 0,7 4,17 5 0,83 4,75 0,25 4,17 5 0,83 5,23 0,23 4,17 5 0,83 5,62 0,62 4,17 5 0,83 5,33 0,33 4,17 5 0,83 4,82 0,18 4,17 5 0,83 3,35 1,65 4,17 2 2,17 2,25 0,25 4,17 2 2,17 2,05 0,05 4,17 2 2,17 1,55 0,45 4,17 2 2,17 1,05 0,95 100 100 17,36 17,28 100 8,73 8,73

Persentase volume reservoir, %V : %V =

•

∑ surplus + ∑ defisit = 17,36 + 17,28 = 17,32% 2

2

Volume total reservoir, V :

D-56

Detail Unit Pengolahan Air Minum

V = %V × Q × t = 17,32% × 0,18m 3 / det× 86400 det = 2693,6 m 3

•

Dimensi reservoir : -

Kedalaman reservoir, h = 4,8 m

-

Luas permukaan reservoir, Ar : Vr 2693,6m 2 = = 561,2m 2 Ar = 4,8m h

-

Panjang reservoir, p = 35 m

-

Lebar reservoir, l = 16 m

-

Freeboard = 70 cm

K. LAGOON SLUDGE DRYING BED

Sludge drying bed berfungsi untuk memisahkan air dari lumpur dengan cara pengeringan dan penguapan. Unit ini akan menampung lumpur dari unit sedimentasi. − Kriteria Desain : •

Periode pengeringan

= 10 – 15 hari

•

Tebal lapisan lumpur

< 6 ft

•

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 = 15 hari

•

Tebal lumpur, hl = 1,8 m

•

Jumlah bak, n = 2

•

Kemiringan dasar bak = 0,5%

•

Pipa drain, d = 6”

•

Bak akan dilengkapi dengan lapisan tanah dan kerikil untuk menahan lumpur. Karakteristik tanah dan kerikil adalah sebagai berikut :

D-57

Detail Unit Pengolahan Air Minum

Media Pasir halus Pasir kasar Kerikil halus Kerikil sedang Kerikil kasar

Ukuran efektif (mm) 0,4 0,6 5 20 40

H (mm) 150 75 75 75 75

− Perhitungan : •

Jumlah lumpur, VLs : VLs = n × QLs × td = 2 × 13,44 × 15 = 403,2m3

•

Jumlah lumpur per bak, VLb : V Lb =

•

VLs 403,2m 3 = = 201,6m 3 n 2

Luas permukaan bak, As : As =

VLb 201,6m 3 = = 112m 2 1,8m hL

•

Lebar bed, l = 4 m

•

Panjang bed, p : As 112m 2 = = 28m p= l 4m

•

Kapasitas bak sebenarnya, Vbak : Vbak = p × l × h = 28m × 4m × 1,8m = 201,6m 3

•

Kedalaman media tanah dan kerikil = 45 cm

•

Freeboard = 25 cm

L. BAK SIRKULASI

Air yang telah digunakan untuk pencucian filter disirkulasikan kembali ke unit koagulasi. 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 16 inch. Proses sirkulasi dilakukan dengan menggunakan pompa dan pipa penghantar dengan diameter 8 inchi.

D-58

Detail Unit Pengolahan Air Minum

Dimensi Bak Penampung y Direncanakan volume bak minimal harus mampu menampung air untuk satu

kali pencucian. Dengan demikian volume bak, V = 162 m3. y Dimensi bak : o Panjang, p

= 11 m

o Lebar, L

=9m

o Kedalaman bak, h

= 1,7 m

o Freeboard

= 80 cm

Pompa Sirkulasi y Debit sirkulasi direncanakan sebesar 10% dari debit pencucian. y Debit sirkulasi, Q :

Q = 0,1Qb = 0,1 x 0,27 m3/det = 0,027 m3/det y Direncanakan : o Panjang pipa sirkulasi, L

= 55 m

o Diameter pipa sirkulasi, d = 8 inchi o Luas penampang pipa, A :

A = 0,25 π d2 = 0,25 x π x (0,2032 m)2 = 0,032 m2 o Kecepatan aliran dalam pipa, v :

v=

Q A

=

0,026 m 3 /det 0,032 m 2

= 0,8125 m/det

o Kehilangan tekan akibat pipa lurus, ΔHmayor : Q ⎞ ⎛ S= ⎜ ⎟ 2,63 ⎝ 0,2785Cd ⎠

1 0,54

⎞ ⎛ 0,026 m 3 /det ⎟ = ⎜⎜ 2,63 ⎟ ⎝ 0,2785 × 110 × (0,2032 m) ⎠

1 0,54

= 4,82 × 10 −3

ΔHmayor = S x L = 4,82 x 10-3 x 55 m = 0,265 m o Kehilangan tekan akibat aksesoris, ΔHminor: Jenis Elbow 90° Gate valve

ΔHminor = ∑ k

v2 2g

Jumlah (n) 6 2 jumlah

= 2,3

k 0,3 0,25

(0,8125 m/det) 2 2 × 9,81 m/det 2

kxn 1,8 0,5 2,3

= 0,077 m

o Kehilangan tekan pada pipa sirkulasi, ΔH :

ΔH = ΔHmayor + ΔHminor = 0,265 m + 0,077 m = 0,342 m o Head statis, Hs = 5,5 m

D-59

Detail Unit Pengolahan Air Minum

o Head pompa yang dibutuhkan, Hp :

Hp = Hs + ΔH = 5,5 m + 0,342 m = 5,842 m o Head pompa disediakan, H = 10 m o Daya pompa, P : ρgQH η

=

997 kg/m 3 × 9,81 m/det 2 × 0,026 m 3 /det × 10 m 0,75

= 3390 ,6 watt

Kontrol Koagulasi Akibat adanya sistem sirkulasi maka unit koagulasi akan mengalami pertambahan debit aliran. Oleh karena itu untuk mengetahui apakah dimensi yang telah direncanakan masih mencukupi kebutuhan pengolahan atau tidak maka perlu dilakukan kontrol aliran. •

Debit sirkulasi (Qs)

•

Debit pengolahan pada bak koagulasi (Qp)

= 0,026 m³/det

Qp = Q + Qs = 0,18 + 0,026 m³/det = 0,206 m³/det •

Headloss, HL : HL =

•

G 2 ⋅ t d ⋅ μ (1000 / det) 2 × 20 det× 8,65 × 10 −4 kg / m ⋅ det = 1,77m = ρ⋅g 997 kg / m 3 × 9,81m / s 2

Bilangan terjunan, D : 2

2 ⎛ 0,206m 3 / det ⎞ ⎛ Q ⎞ ⎟ ⎜⎜ ⎟ ⎜ 1m × 1m ⎟⎠ (q / b) 2 ⎝ wb ⎠ ⎝ = 5,407 × 10 − 4 = = D= 2 3 3 3 9,81m / det × (2m) gH gH

•

Panjang terjunan, Ld : Ld = 4,3.H .D 0.27 = 4,3 × 2m × (5,407 × 10 −4 ) 0, 27 = 1,128m

•

Kedalaman air di beberapa titik : -

Kedalaman air di titik 1 : Y1 = 0,54 ⋅ H ⋅ D 0, 425 = 0,54 × 2m ⋅ (5,407 × 10 −4 ) 0, 425 = 0,04m

-

Kedalaman air di titik 2 : Y2 = 1,66 ⋅ H ⋅ D 0, 27 = 1,66 × 2m × (5,407 × 10 −4 ) 0, 27 ≈ 0,4m

•

Kontrol Aliran : -

Y2 0,4m = = 10 → OK! Y 1 0,04m

-

Bilangan Froud, F : D-60

Detail Unit Pengolahan Air Minum

{ } 1 10 = { 1 + 8 F − 1} 2 Y2 1 = 1 + 8F 2 − 1 Y1 2 2

F = 7,42 → OK! •

Panjang loncatan, L : Untuk bilangan froud, F = 7,42, maka L/Y2 = 6,13 L / Y2 = 6,13 L = 6,13 ⋅ Y2 L = 6,13 × 0,4m = 2,45m

•

Panjang bak setelah loncatan, Lb : Asumsi : -

Waktu loncatan hidrolis, t2 = 2 det

-

Waktu terjunan, t1 = 2 det (t d − t1 − t 2 ) ⋅ Q (20 − 2 − 2) det× 0,206m 3 / det = 8,2m Lb = = Y2 ⋅ b 0,4m × 1m

•

Panjang bak koagulasi, Lmin : Lmin = Ld + L + Lb = 1,128m + 2,45m + 8,2m = 11,8m

•

Freeboard = 20 cm

•

Kedalaman bak = 60 cm = 0,6 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 = 0,4m + 1,77 m − 2m = 0,17 m

•

Freeboard saluran = 0,53 m

•

Kedalaman saluran, Hsal = 0,7 m

•

Kecepatan pada saluran, Vsal :

D-61

Detail Unit Pengolahan Air Minum

Vsal = •

q hsal L

=

0,206m 3 / det = 4,04m / det 0,17m × 0,3m

Jari-jari hidrolis, R : R=

•

L⋅h 0,3m × 0,17 m = = 0,08m L + 2h 0,3m + 2 × 0,17 m

Kemiringan saluran, S : 2

2

⎛ 4,04m / det× 0,013 ⎞ ⎛V ⋅ n ⎞ ⎟⎟ = 0,08 S = ⎜ sal2 / 3 ⎟ = ⎜⎜ (0,08m) 2 / 3 ⎠ ⎝ R ⎠ ⎝ •

Headloss pada saluran, HL : H L = S × p = 0,08 × 5m = 0,4m

Berdasarkan perhitungan di atas, diperlukan penambahan panjang bak koagulasi karena bak menerima tambahan debit dari sistem sirkulasi. M. PROFIL HIDROLIS

Profil hidrolis berguna untuk mendesain tinggi rendahnya bangunan sehingga mudah untuk diaplikasikan di lapangan. Perhitungan profil hidrolis didasarkan pada tinggi muka air, E, di setiap unit. Pada lokasi instalasi profil hidrolis ditentukan berdasarkan hitungan mundur dari reservoir. y

Reservoir ER

y

Ekualisasi EE

y

= 31,309 m = ER + ∆Houtlet bak ekualisasi = 31,309 m + 0,546 m = 31,855 m

Filtrasi EF

= EE + ΔHoutlet filtrasi + ΔHproses fluidisasi + Hair maks = 31,855 m + 0,069 m + 0,621 m+ 1 m = 33,545 m

y

Sedimentasi o Eoutlet

= EF + ∆Hinlet filtrasi = 33,545 m + 0,567 m = 34,112 m

o Eawal outlet = Eoutlet + ∆Houtlet = 34,112 m + 1 x 10-3 m = 34,113 m o Esal pelimpah = Eawal outlet – Hawal outlet + terjunan + Hsal pelimpah

= 34,113 m – 0,3 m + 0,1 m + 0,23 m = 34,143 m o Esedimentasi = Esal pelimpah + Freeboardsaluran pelimpah + Hair di pelimpah

= 34,143 m + 0,17 m + 0,015 m = 34,328 m o Einlet

= Esedimentasi + ΔHorifice = 34,328 + 0,001 = 34,329 m D-62

Detail Unit Pengolahan Air Minum

o Esal inlet

= Einlet + ΔHsal inlet + ΔHpintu air = 34,329 m + 3,8 x 10-4 m + 0,073 m = 34,401 m

y

Flokulasi o Eujung outlet

= Esaluran inlet sedimentasi = 34,401 m

o Eakhir kompartemen2 = Eujung outlet + Hsal outlet

= 34,401 m + 0,0008 m = 34,402 m o Eawal kompartemen2 = Eakhir kompartemen2 + ΔHkompartemen2

= 34,402 m + 0,058 m = 34,460 m o Eakhir kompartemen1 = Eawal kompartemen2 = 34,460 m o Eawal kompartemen1 = Eakhir kompartemen1 + ΔHkompartemen1

= 34,460 m + 0,124 m = 34,584 m o Einlet

= Eawal kompartemen1 + ΔHpintu air = 34,584 m + 0,146 m = 34,730 m

y

y

Koagulasi o Ebak

= Einlet flokulasi = 34,730 m

o Eterjunan

= Ebak + Hf = 34,730 m + 1,77 m = 36,500 m

o Ezona inlet

= Eterjunan +∆Hinlet = 36,500 m + 0,4 m = 36,900 m

Bak Penenang EV-notch = Einlet koagulasi + Eoutlet = 36,900 m + 0,368 m = 37,268 m

Pada lokasi intake, profil hidrolis ditentukan dari titik pengambilan air. y

Saluran intake o Einlet

= Eair rata-rata = 4,1 m

o Esblm barscreen

= Einlet – ΔH sal inlet-barscreen = 4,1 – 0,001 m = 4,099 m

o Esesudah bar screen

= Einlet – ∆Hbarscreen = 4,099 m – 0,017 m = 4,082 m

o Esblm pintu air

= Essdh barscreen – ΔH barscreen-pintu air = 4,082 – 0,002 m = 4,08 m

o Esesudah pintu air

= Esesudah bar screen – ∆Hpintu air = 4,08 m – 0,16 m = 3,92 m

o Eoutlet

= Essdh pintu air – ΔH pintu air-outlet = 3,92 m – 0,002 m = 3,918 m

y

Bak Pengumpul Ebak = Eoutlet = 3,918 m

D-63

Kebutuhan Bahan Kimia

LAMPIRAN E Kebutuhan Bahan Kimia Perhitungan kebutuhan bahan kimia pada unit-unit pengolahan yang memerlukan penambahan bahan kimia dan pengaruh penambahan bahan kimia tersebut terhadap korosifitas air diuraikan secara detail pada Lampiran E ini.

E.1. Kondisi Air Baku Kondisi air baku yang berasal dari Sungai Pohara berdasarkan data primer dan data sekunder adalah sebagai berikut : •

Suhu

= 26,5 0C

•

pH

= 8,33

•

HCO3-

= 90,04 mg/L

= 1,476 x 10-3 mol/L

•

Ca2+

= 25,78 mg/L

= 6,445 x 10-4 mol/L

•

Kesadahan Total

= 87,56 mg/L CaCO3 = 8,756 x 10-4 mol/L

Konstanta Langelier Index Berdasarkan Fair, Geyer, dan Okun (1968) konstanta Langelier Index untuk air pada suhu 26,5 °C adalah sebagai berikut : •

K1

= 4,467 × 10 −7

; pK1 = 6,35

•

K2

= 4,774 × 10 −11

; pK2 = 10,33

•

Ks

= 4,416 × 10 −9

; pKs = 8,355

Perhitungan Langelier Index •

pH

= 8,33

•

μ

= 4 H − T = 4 × 8,756 × 10−4 − 1,476 × 10−3 = 2,0264 × 10−3

•

pK1’ = pK1 −

•

K1’

•

2 ⋅ 2,0264 × 10− 3 2 μ 0.5 = 10 , 33 − pK2 = pK 2 − 1 + 1,4.μ 0.5 1 + 1,4 ⋅ 2,0264 × 10− 3

(2,0264 × 10−3 )0.5 = 6,307 μ 0.5 = 6 , 35 − 0.5 1 + 1,4 μ 0.5 1 + 1,4 ⋅ (2,0264 × 10 − 3 )

= 4,93 × 10 −7 ’

(

)

0.5

(

)

0.5

= 10,288

E-1

Kebutuhan Bahan Kimia

(

)

0.5

4 ⋅ 2,0264 × 10− 3 4 μ 0.5 = 8 , 355 − = pK s − 1 + 3.9μ 0.5 1 + 3,9 ⋅ 2,0264 × 10− 3

’

•

pKs

•

pCa2+

= − log(6,445 × 10−4 ) = 3,191

•

pHCO3

= − log 1,476 × 10−3 = 2,831

•

pHs = pK 2' + pCa 2+ + pHCO3− − pK s'

(

(

)

0.5

= 8,202

)

= 10,288 + 3,191 + 2,831 − 8,202 = 8,108 •

LI

= pH − pH s = 8,33 − 8,108 = 0,222

LI

> 0 → oversaturated

E.2 Kondisi Air Baku Setelah Proses Penyisihan Besi

Proses penyisihan besi ini bertujuan untuk menghilangkan logam besi yang terlarut di dalam air. Di bawah ini dapat dilihat kandungan besi di dalam air baku dan besar penyisihan yang harus dilakukan agar jumlah besi di dalam air baku dapat memenuhi baku mutu yang telah ditentukan (PERMENKES RI No. 416/MENKES/PER/IX/1990) : •

Jumlah besi di dalam air baku, Fe

= 2,68 mg/L

•

Baku mutu besi dalam air minum, BM Fe

= 1,0 mg/L

•

Penyisihan besi dalam air baku, P Fe = 1,68 mg/L = 3 × 10−5 mol/L Penyisihan besi dilakukan dengan pembubuhan kalsium hipoklorit ke

dalam air baku. Berikut ini adalah persamaan reaksi penghilangan besi oleh klor : 2 Fe(HCO3 )2 + Ca ( HCO3 ) 2 + Cl 2 → 2 Fe(OH ) 3 + CaCl 2 + 6CO2 Berdasarkan persamaan di atas dapat diketahui bahwa setiap mol klor akan menghilangkan 2 mol besi dan mengurangi 6 mol HCO3- dari dalam air baku serta menghasilkan 6 mol CO2. Kalsium hipoklorit yang dipergunakan pada proses penyisihan besi ini memiliki kandungan klor sebesar 52 %. Sehingga kebutuhan kalsium hipoklorit pada proses ini adalah sebagai berikut : •

Kebutuhan klor, mol Cl2

•

Kebutuhan klor, mg Cl2 (52%)

=

3 × 10−5 × 1 = 1,5 × 10−5 mol/L 2 = 1,065 mg / L

E-2

Kebutuhan Bahan Kimia

•

Kebutuhan Ca(OCl)2, mg Ca(OCl)2 (100%) = 2,048 mg/L Sehingga dengan penambahan kalsium hipoklorit tersebut akan terjadi

perubahan dalam kandungan air sebagai berikut : • •

-

Pengurangan HCO3 , mol HCO3

-

1,5 × 10−5 = × 6 = 9 × 10−5 mol/L 1 1,5 × 10−5 = × 6 = 9 × 10−5 mol/L 1

Penambahan CO2, mol CO2

Kondisi air baku setelah proses penyisihan besi dilakukan adalah sebagai berikut : •

Suhu

= 26,5 °C

•

CO2

= 9 x 10-5mol/L = 3,96 x 10-3 mg/L

•

HCO3-

= 1,476 × 10−3 − 9 × 10−5 = 1,566 × 10−3 mol/L = 95,53 mg/L

•

Ca2+

= 6,445 x 10-4 mol/L = 25,78 mg/L = 8,756 x 10-4 mol/L = 87,56 mg/L CaCO3

• Kesadahan Total

Perhitungan Langelier Index •

= 4 H − T = 4 × 8,756 × 10−4 − 1,566 × 10−3 = 1,9364 × 10−3

μ

•

pK1

•

K1’

’

( μ 0.5 1,9364 × 10 −3 )0.5 = 6,35 − = 6,309 = pK1 − 0.5 1 + 1,4 μ 0.5 1 + 1,4(1,9364 × 10 − 3 ) = 4,91 × 10−7

’

(

)

0.5

2 μ 0.5 2 1,9364 × 10− 3 = pK 2 − = 10,33 − 1 + 1,4 μ 0.5 1 + 1,4 1,9364 × 10− 3

•

pK2

•

pKs’

•

pCa2+ = − log 6,445 × 10−4 = 3,191

•

pHCO3

•

pHs

= pK s −

(

(

)

)

0.5

0.5

4 1,9364 × 10− 3 4 μ 0.5 = 8 , 355 − 1 + 3.9μ 0.5 1 + 3,9 1,9364 × 10− 3

(

= 10,247

(

)

0.5

= 8,205

)

(

)

= − log 1.566 × 10−3 = 2,805 = pK 2' + pCa 2+ + pHCO3− − pK s' = 10,247 + 3,191 + 2,805 − 8,205 = 8,218

•

pH

⎡ ' CO2 ⎤ ⎡ 9 × 10−5 ⎤ −7 = − log ⎢4,91 × 10 = − log ⎢ K1 ⎥ = 7,55 −⎥ 1,566 × 10− 3 ⎦ ⎣ ⎣ HCO3 ⎦

E-3

Kebutuhan Bahan Kimia

•

LI

= pH − pH s = 7,55 − 8,218 = −0,668

LI

< 0 → Air bersifat agresif

E.3 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 mol alum 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 = 5,26 × 10−4 mol/L 1

•

Penambahan CO2, mol CO2

8,77 × 10−5 × 6 = 5,26 × 10−4 mol/L 1

=

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

Suhu

= 26,5 °C

•

CO2

= 9 × 10−5 + 5,26 × 10−4 = 6,16 × 10−4 mol/L = 27,1 mg/L

•

HCO3-

= 1,566 × 10−3 − 5,26 × 10−4 = 1,04 × 10−3 mol/L = 63,44 mg/L

•

Ca2+

= 6,445 x 10-4 mol/L = 25,78 mg/L

•

Kesadahan Total

= 8,756 x 10-4 mol/L = 87,56 mg/L CaCO3 E-4

Kebutuhan Bahan Kimia

Perhitungan Langelier Index •

μ

= 4 H − T = 4 × 8,756 × 10−4 − 1,04 × 10−4 = 3,398 × 10−3

•

pK1’

= pK1 −

•

K1’

= 5,06 × 10−7 ’

(3,398 × 10−3 )0.5 = 6,296 μ 0.5 = 6 , 35 − 0.5 1 + 1,4 μ 0.5 1 + 1,4(3,398 × 10− 3 ) (

)

0.5

2 3,398 × 10− 3 2 μ 0.5 = pK 2 − = 10 , 33 − 1 + 1,4 μ 0.5 1 + 1,4 3,398 × 10− 3

•

pK2

•

pKs

’

•

pCa2+ = − log(6,445 × 10−4 ) = 3,19

•

pHCO3

•

pHs

(

(

)

)

0.5

= 10,22

0.5

4 μ 0.5 4 3,398 × 10− 3 = pK s − = 8 , 355 − 1 + 3,9 μ 0.5 1 + 3,9 3,398 × 10− 3

(

)

0.5

= 8,165

= − log(1,04 × 10−4 ) = 3,983 = pK 2' + pCa 2+ + pHCO3− − pK s' = 10,22 + 3,19 + 3,983 − 8,165 = 9,228

•

pH

−4 ⎡ ⎡ CO2 ⎤ − 7 6,16 × 10 ⎤ = − log 5 , 06 × 10 = − log ⎢ K 1' ⎢ ⎥ = 5,52 − ⎥ 1,04 × 10− 4 ⎦ ⎣ ⎣ HCO3 ⎦

•

LI

= pH − pH s = 5,52 − 9,228 = −3,708

LI

< 0 → Air bersifat agresif

E.4 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+.

E-5

Kebutuhan Bahan Kimia

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 (1 ml = 1 mg), ml kaporit

= 0,42 mL/L

•

DPC, mg Ca(OCl)2

= 0,42 mg/L

•

DPC, mg klor

= 0,22 mg/L

•

Sisa Klor, mg klor

= 0,3 mg/L

•

Dosis Klor (52%)

= DPC + Sisa Klor = 0,22 + 0,3 = 0,52 mg/L

•

= 1 mg/L = 6,99 × 10−6 mol/L

Dosis Kaporit (100%)

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

-

Pengurangan HCO3 , mol HCO3 2+

2+

Penambahan Ca , mol Ca

-

6,99 × 10−6 = × 2 = 1,398 × 10−5 mol/L 1

6,99 × 10−6 = × 1 = 6,99 × 10−6 mol/L 1

Kondisi air baku setelah proses desinfeksi oleh kaporit dilakukan adalah sebagai berikut : •

Suhu

= 26,5 °C

•

CO2

= 6,16 × 10−4 mol/L = 27,1 mg/L

•

HCO3-

= 1,04 × 10−3 − 1,398 × 10−5 = 1,03 × 10−3 mol/L = 62,83 mg/L

•

Ca2+

= 6,445 × 10−4 + 6,99 × 10−6 = 6,51 × 10−4 mol/L = 26,04 mg/L

•

Kesadahan Total

= 8,756 × 10−4 + 6,99 × 10−6 = 8,83 × 10−4 mol/L CaCO3 = 88,3 mg/L

Perhitungan Langelier Index •

μ

= 4 H − T = 4 × 8,83 × 10−4 − 1,03 × 10−3 = 2,502 × 10−3

E-6

Kebutuhan Bahan Kimia

(2,502 × 10−3 )0.5 = 6,303 μ 0.5 = 6 , 35 − 0.5 1 + 1,4 μ 0.5 1 + 1,4(2,502 × 10− 3 )

•

pK1’

= pK1 −

•

K1’

= 4,98 × 10−7 ’

(

)

0.5

2 μ 0.5 2 2,502 × 10− 3 = pK 2 − = 10 , 33 − 1 + 1,4 μ 0.5 1 + 1,4 2,502 × 10− 3

•

pK2

•

pKs

’

•

pCa2+ = − log(6,51 × 10−4 ) = 3,19

•

pHCO3

•

pHs

(

)

0.5

= 10,237

4 (2,502 × 10− 3 ) 4 μ 0.5 = pK s − = 8,355 − = 8,188 0.5 1 + 3.9μ 0.5 1 + 3,9 (2,502 × 10− 3 ) 0.5

(

)

= − log 1,03 × 10 −3 = 2,99 = pK 2' + pCa 2+ + pHCO3− − pK s' = 10,237 + 3,19 + 2,99 − 8,188 = 8,229

•

pH

−4 ⎡ ⎡ CO2 ⎤ − 7 6,16 × 10 ⎤ = − log ⎢ K 1' = − log 4 , 98 × 10 ⎢ ⎥ = 6,53 − ⎥ 1,03 × 10 − 3 ⎦ ⎣ ⎣ HCO3 ⎦

•

LI

= pH − pH s = 6,53 − 8,229 = −1,699

LI

< 0 → Air bersifat agresif

E.5 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+ + 2OH − 2OH − + 2CO2 → 2 HCO3

−

CaO + H 2 O + 2CO2 → Ca 2+ + 2 HCO3

−

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 : E-7

Kebutuhan Bahan Kimia

•

Suhu

= 26,5 °C

•

CO2

= 6,16 × 10−4 mol/L

= 27,1 mg/L

•

HCO3-

= 1,03 × 10−3 mol/L

= 62,83 mg/L

•

Ca2+

= 6,51 × 10−4 mol/L

= 26,04 mg/L

•

Kesadahan Total

= 8,83 × 10−4 mol/L CaCO3

= 88,3 mg/L

•

pK1’

= 6,303

; K1’ = 4,98 × 10−7

•

pK2’

= 10,237

; K2’ = 5,79 × 10−11

•

pKs’

= 8,188

; Ks’

= 6,49 × 10−9

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' − ⎥ HCO 3 ⎦ ⎣ 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+

(

)

K 2' 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 +

(

)

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

(

) (

)

5,79 × 10−11 6,16 × 10− 4 − 2 x = 2 4,98 × 10− 7 × 6,49 × 10 − 9 1,03 × 10 − 3 + 2 x × 6,51 × 10− 4 + x

(

40000 x + 67,24 x + 1,1574 x − 3,371 × 10 3

2

) (

−4

)

=0

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

= X = 0,0002857 mol/L

E-8

Kebutuhan Bahan Kimia

Mg CaO

= 15,9992 mg/L ≈ 16 mg/L

Sehingga dengan penambahan kapur tersebut akan terjadi perubahan dalam kandungan air sebagai berikut : 2,857 × 10−4 = × 2 = 5,714 × 10−4 mol/L 1

•

Pengurangan CO2, mol CO2

•

2,857 × 10−4 Penambahan HCO3 , mol HCO3 = × 2 = 5,714 × 10−4 mol/L 1

•

Penambahan Ca2+, mol Ca2+

-

-

=

2,867 × 10−4 × 1 = 2,857 × 10−4 mol/L 1

Kondisi air baku setelah proses netralisasi menggunakan kapur adalah sebagai berikut : •

Suhu

= 26,5 °C

•

CO2

= 6,16 × 10−4 − 5,714 × 10−4 = 4,46 × 10−5 mol/L = 1,96 mg/L

•

HCO3-

= 1,03 × 10−3 + 5,714 × 10−4 = 1,6014 × 10−3 mol/L = 97,69 mg/L

•

Ca2+

= 6,51 × 10−4 + 2,857 × 10−4 = 9,367 × 10−4 mol/L = 37,47 mg/L

•

Kesadahan Total

= 8,83 × 10−4 + 2,857 × 10−4 = 1,17 × 10−3 mol/L CaCO3 = 117 mg/L

Perhitungan Langelier Index •

μ

= 4 H − T = 4 × 1,17 × 10−3 − 1,601 × 10−3 = 3,079 × 10−3

•

pK1’

= pK1 −

•

K1’

= 5,02 × 10−7 ’

(3,079 × 10−3 )0.5 = 6,299 μ 0.5 = 6 , 35 − 0.5 1 + 1,4 μ 0.5 1 + 1,4 (3,079 × 10 − 3 )

(

)

0.5

2 μ 0.5 2 3,079 × 10− 3 = 10 , 33 − = pK 2 − 1 + 1,4 μ 0.5 1 + 1,4 3,079 × 10− 3

•

pK2

•

pKs

’

•

pCa2+ = − log(9,367 × 10−4 ) = 3,03

(

(

)

)

0.5

= 10,23

0.5

4 3,079 × 10− 3 4 μ 0.5 = 8,355 − = pK s − 1 + 3,9 μ 0.5 1 + 3,9 3,079 × 10− 3

(

)

0.5

= 8,17

E-9

Kebutuhan Bahan Kimia

•

pHCO3

•

pHs

= − log(1,6014 × 10−3 ) = 2,8 = pK 2' + pCa 2+ + pHCO3− − pK s' = 10,23 + 3,03 + 2,8 − 8,17 = 7,89

•

pH

−5 ⎡ ' CO2 ⎤ ⎡ ⎤ − 7 4,46 × 10 = − log ⎢5,02 × 10 = 7.85 = − log ⎢ K 1 −3 ⎥ − ⎥ 1,6014 × 10 ⎦ ⎣ ⎣ HCO3 ⎦

•

LI

= pH − pH s = 7,85 − 7,89 = −0,04 ≅ 0 Berdasarkan perhitungan Langelier Index dapat dilihat bahwa kondisi

air baku setelah pembubuhan kapur dengan dosis 2,857 x 10-4 mol/L (16 mg/L) memiliki nilai Langelier Index hampir mendekati nol. Sehingga, air baku tidak bersifat korosif dan pH yang dihasilkan memenuhi baku mutu yang berlaku.

E-10

Rencana Anggaran Biaya

LAMPIRAN F Rencana Anggaran Biaya No

Jenis Pekerjaan

A 1 2 3 4 5 6 7 8

PEKERJAAN PERSIAPAN Mobilisasi dan demobilisasi Pembersihan lapangan Pengukuran site dan patok Pemasangan bouwplank Administrasi Gudang sementara Pagar seng 0,2 mm Pengadaan air kerja

B 1 2

PEKERJAAN PEMANCANGAN Pengadaan tiang pancang K500 ø 440mm Pemancangan tiang Pemecahan kepala tiang pancang dan pembuatan stek tiang Dewatering Sondir

3 4 5 C 1 2 3 4 5 6 7

PEKERJAAN TANAH DAN PONDASI Galian tanah untuk pondasi batu kali Urugan pasir untuk pondasi dan lantai kerja (10 cm) Pembuatan pondasi batu kali Timbunan tanah kembali untuk pondasi batu kali Galian tanah untuk bangunan Urugan tanah Lantai kerja 1 : 3 : 5 (10 cm)

Satuan Volume Harga Satuan (Rp.) Jumlah Harga (Rp.) set set set set set set m titik

1 1 1 1 1 1 280 2

3500000 2000000 2000000 4000000 4000000 4000000 116881 3500000 TOTAL A

3500000 2000000 2000000 4000000 4000000 4000000 32726680 7000000 59226680

unit unit

22 22

1500000 500000

33000000 11000000

buah

22

350000

7700000

set set

1 1

3500000 5000000 TOTAL B

3500000 5000000 60200000

m3

200

25529

5105800

m3

100

36498

3649800

m3

80

305379

24430320

m3

100

100000

10000000

m3

2000

57831

115662000

3

2000

72869

145738000

2

600

71316

42789600

3

m

m

8

Urugan sirtu (Reservoir dan Menara Air)

m

25

113421 TOTAL C

2835525 350211045

D 1

PEKERJAAN PASANGAN Beton K225

m3

2 3 4 5 6

Beton 1 : 2 : 3 untuk thrust block Beton tanpa tulangan untuk thrust block Plesteran dinding bata spesi 1 : 4 (15 mm) Pasangan bata merah untuk dinding Pasangan batu kali 1 : 3

4500

342750

1542375000

3

30

750000

22500000

3

12

500000

6000000

2

540

20000

10800000

3

50

200000

10000000

3

21

100000

2100000

3

m m

m m m

7

Beton K-225 dengan baja tulangan U-24

m

21

750000 TOTAL D

15750000 1609525000

E 1 2 3 4

PEKERJAAN BESI Waterstop (plat besi 200 x 3 mm) Railing (pipa steel ø 2") Screen termasuk rangka dan guide rail Bordes dan anjungan

m m unit unit

80 10 3 11

45000 250000 1000000 600000

3600000 2500000 3000000 6600000

F-1

Rencana Anggaran Biaya

No 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

F 1

2

3

Jenis Pekerjaan 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 8" Pipa penguras intake ND 6" Pipa transmisi ND 20" Pipa penguras bak penenang ND 6" Pipa overflow bak penenang ND 8" Pipa hisap pompa pembubuh ND 2" Pipa pelarut pembubuh bhn kimia ND 2" Pipa penguras sedimentasi ND 6" Pipa outlet sedimentasi ND 8" Pipa manifold ND 24" Pipa outlet filtrasi ND 10" Pipa pembuangan filtrasi ND 16" Pipa outlet reservoir ND 8" Pipa ke menara air ND 6"

Satuan Volume Harga Satuan (Rp.) Jumlah Harga (Rp.) unit 1 3000000 3000000 unit 1 500000 500000 unit 5 300000 1500000 unit 4 500000 2000000 set 4 1000000 4000000 set 20 300000 6000000 set 20 50000 1000000 buah 6 5000000 30000000 buah 7 200000 1400000 buah buah buah buah buah buah buah buah buah buah buah buah buah buah

6 2 20 1 1 6 4 3 2 2 2 3 4 3

225000 200000 300000 200000 200000 75000 75000 200000 225000 400000 225000 300000 225000 200000 TOTAL E

1350000 400000 6000000 200000 200000 450000 300000 600000 450000 800000 450000 900000 900000 600000 78700000

PEKERJAAN MEKANIKAL Unit Kerja Intake Pipa steel ND 10" Pipa steel ND 6" (penguras) Gate valve ND 10" Elbow 90° ND 10" Tee 90° ND 10" Pipa CIP 20 inch (transmisi) Klem pipa lengkap dengan pondasi Pompa ke IPAM, Q = 185 L/det, H = 160 m

m m buah buah buah m set buah

6 25 12 13 5 17000 1 3

238964 172353 1000000 350000 400000 500000 1000000 150000000 TOTAL F1

1433784 4308825 12000000 4550000 2000000 8500000000 1000000 450000000 8975292609

Unit Kerja Bak Penenang Pipa steel ND 8" (overflow) Pipa steel ND 6" (penguras) Gate valve ND 20" Gate valve ND 6" Alat ukur V-notch

m m buah buah unit

4 2 1 1 1

172353 156000 1500000 775000 1000000 TOTAL F2

689412 312000 1500000 775000 1000000 4276412

Unit Kerja Sedimentasi Pipa CIP ND 6" (penguras) Pipa CIP ND 8" (outlet) Elbow 90° ND 8" Gate valve ND 6" Elbow 90° ND 6" Tee 90° ND 6" Gutter dari plate alumunium Plate settler fiber glass 5 mm

m m buah buah buah buah set lembar

20 30 2 2 2 1 2 87

300000 325000 325000 775000 300000 315000 5000000 158000

6000000 9750000 650000 1550000 600000 315000 10000000 13746000

F-2

Rencana Anggaran Biaya

No 4

5

6

7

8

Jenis Pekerjaan Unit Kerja Filtrasi Pipa CIP ND 10" Pipa CIP ND 16" Pipa CIP ND 24" Elbow 90° ND 10" Elbow 90° ND 16" Elbow 90° ND 18" Tee 90° ND 10" Tee 90° ND 16" Tee 90° ND 18" Gate valve ND 10" Gate valve ND 16" Gate valve ND 18" 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/dtk, H = 20 m e. Level indicator Unit Kerja Menara Air Pipa steel ND 6" (overflow) Level indicator Unit Bak Sirkulasi a. Perpipaan Overflow Bellmouth ND 8"-10" Bend 90° ND 8" Loose flange 8" b. Penguras dan outlet Gate valve ND 8" Bend 90° ND 8" Loose flange 8" Check valve ND 8" d. Pompa sirkulasi, Q = 26 L/det, H = 10 m

Satuan Volume Harga Satuan (Rp.) Jumlah Harga (Rp.) TOTAL F3 42611000 m m m buah buah buah buah buah buah buah buah buah

2 15 25 6 3 1 1 3 3 8 4 4

325000 450000 550000 525000 530000 660000 425000 520000 650000 850000 1000000 1300000 TOTAL F4

650000 6750000 13750000 3150000 1590000 660000 425000 1560000 1950000 6800000 4000000 5200000 46485000

buah buah buah

2 2 2

100000 35000 35000

200000 70000 70000

buah buah buah buah

2 2 2 2

850000 150000 150000 200000

1700000 300000 300000 400000

m buah buah

20 5 1

172353 300000 315000

3447060 1500000 315000

buah

2

100000000

200000000

unit

2

800000 TOTAL F5

1600000 209902060

m unit

15 1

172353 800000 TOTAL F6

2585295 800000 3385295

buah buah buah

1 1 1

125000 150000 150000

125000 150000 150000

buah buah buah buah buah

1 1 1 1 2

850000 150000 150000 200000 110000000 TOTAL F7

850000 150000 150000 200000 220000000 221775000

Unit Pembubuh Koagulan a. Pipa pembubuh

F-3

Rencana Anggaran Biaya

No

9

Jenis Pekerjaan 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 Unit Pembubuh Kaporit (Desinfeksi) 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

10 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

Satuan Volume Harga Satuan (Rp.) Jumlah Harga (Rp.) m 13 8457 109941 buah 4 20000 80000 buah 1 25000 25000 buah 2 90000 180000 buah 2 100000 200000 unit 2 1000000 2000000 m buah buah buah buah buah buah

10 2 2 2 2 2 2

8457 20000 25000 90000 1500000 100000000 5000000 TOTAL F8

84570 40000 50000 180000 3000000 200000000 10000000 215949511

m buah buah buah buah unit

70 8 2 3 3 3

8457 20000 25000 90000 100000 1000000

591990 160000 50000 270000 300000 3000000

m buah buah buah buah buah buah

10 4 1 2 3 3 3

8457 20000 25000 90000 1500000 100000000 5000000 TOTAL F9

84570 80000 25000 180000 4500000 300000000 15000000 324241560

m buah buah buah buah unit

30 4 2 2 2 2

8457 20000 25000 90000 100000 1000000

253710 80000 50000 180000 200000 2000000

m buah buah buah buah buah buah buah

10 6 2 2 2 2 2 2

8457 20000 25000 90000 1500000 1500000 100000000 5000000 TOTAL F10 TOTAL F

84570 120000 50000 180000 3000000 3000000 200000000 10000000 219198280 10263116730

F-4

Rencana Anggaran Biaya

No G 1 2 3 4 5

Jenis Pekerjaan PEKERJAAN LAIN - LAIN Cat besi untuk pipa, railing, aksesoris Pengecatan bak-bak pembubuh Waterproofing reservoir Uji kedap air dan perbaikannya Pengadaan media filter a. Pasir b. Antrasit c. Kerikil

6 7 8 9 10 11 12

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

H 1

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

2

3

4

I

LANDSCAPING Pekerjaan jalan aspal dalam instalasi Foothpath dari paving blok

Satuan Volume Harga Satuan (Rp.) Jumlah Harga (Rp.) set set m2 set

1 4 1000 2

2000000 1500000 175000 2000000

2000000 6000000 175000000 4000000

m3

19

85000

1615000

3

56

70000

3920000

3

51

75000

3825000

3

m m m m2 set set unit

50 280 280 28 1 4 3

105000 560000 150000 10000 2000000 1000000 300000 TOTAL G

5250000 156800000 42000000 280000 2000000 4000000 900000 407590000

set set set set set set set

1 1 1 1 1 1 1

6000000 35000000 22500000 25000000 15000000 20000000 7500000

6000000 35000000 22500000 25000000 15000000 20000000 7500000

set set set set set

1 1 1 1 1

22500000 25000000 15000000 20000000 7500000

22500000 25000000 15000000 20000000 7500000

set set set set set

1 1 1 1 1

22500000 25000000 15000000 20000000 7500000

22500000 25000000 15000000 20000000 7500000

set set set set set

1 1 1 1 1

22500000 25000000 15000000 20000000 7500000

22500000 25000000 15000000 20000000 7500000

TOTAL H

401000000

400000 7500000

336000000 7500000

m

m

m2 set

840 1

F-5

Rencana Anggaran Biaya

No

J

Jenis Pekerjaan Pagar halaman Kerb tepi jalan LAHAN Intake Instalasi Pengolahan Air Minum

K

LAIN - LAIN Pengadaan peralatan bengkel Pengadaan peralatan laboratorium Kolam lumpur Menara pencuci

Satuan Volume Harga Satuan (Rp.) Jumlah Harga (Rp.) m 10 229000 2290000 m 150 300000 45000000 TOTAL I 390790000 m2 m

2

set set set set

300

200000

60000000

5328

200000

1065600000

TOTAL J

1125600000

1 1 1 1

85000000 75000000 40000000 35000000 TOTAL K Total 1 Biaya Pemasangan 25% Total 2 PPn 10% TOTAL ANGGARAN BIAYA Pembulatan

85000000 75000000 40000000 35000000 235000000 14980959450 3745239863 18726199310 1872619931 20598819240 21000000000

F-6