BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air mempunyai peranan yang sangat penting dalam kehidupan manusia dan makhluk hidup di alam ini. Tidak ada satupun kehidupan di dunia ini yang tidak membutuhkan air. Air merupakan hal pokok bagi konsumsi manusia dan telah menjadi salah satu kekayaan yang sangant penting. Kota sebagai tempat pusat penduduk dengan berbagai saranan pelayananya, sangat memerlukan penyediaan air bersih. Pertumbuhan penduduk harus di ikuti dengan ketersediaan air bersih yang sehat dan cukup. Air tersebut berasal dari atas permukaan tanah, bawah permukaan atau dari air tanah (misal: air sungai, air danau, dan lain sebagainya) yang sebelum digunakan harus di oleh terlebih dahulu. Air tersebut secara alami belum teruji kelayakan ataupun kualitasnya sebagai air bersih. Syarat air bersih harus sesuai dengan Peraturan Mentri Kesehatan Republik Indonesia No. 492/MENKES/PER/IX/2010. Beberapa faktor yang mempengaruhi tingkat kebutuhan air bersih, antara lain :
- Taraf Hidup :Semakin tinggi taraf hidup masyarakat, konsumsi air akan tinggi. Hal tersebut dikarenakan kebutuan air tidak hanya untuk minum tetapi juga untuk kebutuhan lainya, misalnya : menyirami tanaman, mencuci mobil, dan lain sebagainya.
- Kebiasaan hidup : Kebiasaan hidup berkaitan erat dengan taraf hidup masyarakat serta fasilitas plumbing, kualitas dan kuantitasnya.
- Kondisi Iklim : Kebutuhan air dimusim panas dan dingin berbeda.
- Kebutuhan air untuk industri
Besarnya kebutuhan air bersih mendasari perencanaan instalansi pengolahan air minum. Selain itu, faktor yang mendasari adalah sumber air baku untuk air bersih. Pada dasarnya, didalam tidak terdapat sumber air yang benar-benar murni dalam antrian sesuai dengan syarat kesehatan. Sehingga diperlukan pengolahan agar air tersebut layak untuk dikonsumsi. Pengolahan air minum memerlukan tempat untuk berlangsungnya proses pengolahan yaitu bangunan pengolahan air minum. Bangunan ini harus direncanakan dengan baik agar didapatkan hasil pengolahan yang diinginkan.
Perkembangan suatu instalansi pengolah air minum disuatu daerah akan banyak bermanfaat bagi masyarakat didaerah tersebut, antara lain :
- Memenuhi kebutuhan air bersih masyarakat.
- Meningkatkan kesejahteraan dan kesehatan masyarakat melalui penyediaan air minum.
- Terciptanya dan terpeliharanya lingkungan hidup yang lebih baik.
Sedangkan tujuan dari perencanaan pengolahan air minum itu sendiri adalah untuk mengolah air baku yang tidak memenuhi standar tertentu menjadi air minum dengan kualitas yang lebih baik yang kemudian dapat didistribusikan kemasyarakat. Adapun syarat-syarat yang harus dipenuhi adalah sebagai berikut :
a. Syarat kualitas, air minum harus memenuhi syarat fisik, kimi, bakteriologis dan radiologis sesuai dengan standar yang berlaku
b. Syarat kuantitas, jumlah air harus mampu memenuhi target pelayanan
c. Syarat kontinuitas, keberadaan air harus tersedia setiap saat.
d. Harga relatif murah
1.2 Gambaran Umum Lokasi
Kabupaten Sekadau merupakan Kabupaten pemekaran dari Kabupaten Sekadau. Secara geografis, Kabupaten Sekadau terletak di 0^0 44'25" Lintang Selatan dan 110 33 07 Bujur Barat sampai dengan 111 17 44 Bujur Timur. Perencanaan lokasi kegiatan terletak di tempat yang cukup strategis yaitu berada pada alur sungai yang lurus tidak dekat dengan jembatan dan pembangunan limbah baik domestik maupun non domestik serta tidak jauh dari cakupan wilayah distribusi sehingga dapat terlayani secara merata.
1.3 Cakupan Pekerjaan Perencanaan
Perencanaan bangunan pengolahan air minum dapat ditinjau dan dilaksanakan dari berbagai arah dan tujuan sehingga diperlukan cakupan pekerjaan dalam perencanaan.
Cakupan pekerjaan dalam perencanaan meliputi :
- Perencanaan bangunan pengolahan air minum
- Perhitungan perencanaan unti pengolahan dan fasilitas penunjang
- Menggambar denah, potongan dan detail desain perencanaan bangunan pegolahan air minum dan fasilitas penunjang
- Rancangan anggaran biaya dalam perencanaan
1.4 Sistematika Laporan Perencanaan
Adapun sistem penulisan Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum sebagai berikut :
Bab I: PENDAHULUAN
Berisi keterangan mengenai latar belakang permasalahan, gambaran umum Kabupaten
Sekadau, Cakupan Pekerjaan
Bab II: SUMBER AIR BAKU
Berisi tentang sumber air baku yang di gunakan, Perencanaan Intake, dan Perhitung
Perhitungan Dimensi Intake
Bab III: RANCANGAN SISTEM PENGOLAHAN AIR
Berisi tentang Standar Kualitas Air bersih stadar kualitas air yang ada di Indonesia
Berdasarkan peraturan yang berlaku. Syarat Kualitas Air Minum dari segi fisik, kimia,
biologi. Jenis Sistem Pengolahan metode unit proses dan unit operasi.
Sistem Pengolahan air minum yang di rencanakan dan penjelasan skema.
Bab IV: RANCANGAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR
Disesuaikan dengan pemilihan unit proses tugas (perhitungan dapat melihat rujukan
dan literatur yang lain).
Bab V: RANCANGAN FASILITAS PENUNJANG
Berbagai fasilitas penunjang yang digunakan dalam perencanaan pengolahan air
minum meliputi fungsi, letak, ukuran, dan sketsa perletakan bangunan fasilitas penunjang.
Bab VI: SPESIFIKASI TEKNIS
Ukuran yang berisikan tentang criteria unit-unit operasi maupun unit proses yang
digunakan pengolahan air minum terdapat dalam ketetapan SNI. Bahan dan peralatan
tentang ketentuan-ketentuan baan dan alat fasilitas penunjang dan fasilitas inti.
Struktur paket unit instalasi pengolahan air.
Bab VII: PETA DAN GAMBAR BANGUNAN
Bab VIII: RANCANGAN ANGGARAN BIAYA (RAB)
BAB II
SUMBER AIR BAKU
2.1 Sumber- Sumber Air Baku
Inventarisasi sumber air baku dimaksudkan untuk mendeskripsikan sumber air yang memungkinkan dikembangkan untuk penyediaan air baku. Inventarisasi sumber air baku yang dilaksanakan diantarannya:
1. Mata Air
Mata air merupakan sumber air baku yang keluar dari tepi-tepi bukit secara alami dari permukaan tanah tanpa menggunakan mesin. Debit yang dikeluarkan oleh mata air relatif sama tiap waktunya karena debit mata air tidak terpengaruh langsung oleh air hujan yang turun di permukaan tanah.
2 Air Permukaan
Air permukaan yang memungkinkan untuk dimanfaatkan sebagai air baku adalah air sungai, waduk, telaga, rawa, dan sumber air permukaan lainya.
3. Air Bawah Permukaan
Air bawah permukaan adalah air yang bisa dimanfaatkan untuk sumber air baku yang berasal dari tanah dalam (artesis) dan air tanah dangkal. Air tanah dangkal ini memiliki kedalaman 4-10 meter di bawah permukaan tanah.
2.2 Air Baku
Sumber air baku memegang peranan yang sangat penting dalam insuatri air minum. Air baku atau raw water merupakan awal dari suatu proses dalam penyediaan dan pengolahan air bersih. Berdasarkan SNI 6773:2008 tentang Spesifikasi unit Paket Instalasi Pengolahan Air dan SNI 6774:2008 tentang Tata Cara Perencanaan Unit Paket Instalansi Pengolahan Air pada bagian Istilah dan Definisi, yang disebut dengan air baku adalah air yang berasal dari sumber permukaan, cekungan air tanah dan/atau air hujan yang memenuhi ketentuan baku mutu tertentu sebagai air baku untuk air minum.
Sistem sumber merupakan suatu sistem awal yang berfungsi sebagai pensuplai air yang akan didistribusikan ke daerah pelayanan. Sumber air yang dapat dipergunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum di suatu daerah perencanaan adalah air permukaan, air tanah, mata air, dan air angkasa/hujan. Untuk mendapatkan sistem sumber yang baik ada beberapa hal yang harus diperhatikan yaitu:
a. Kapasitasnya, apakah akan memenuhi untuk pembangunan sistem PAM jangka panjang
b. Kontitunitasnya, karena sistem PAM itu biasanya dibangun untuk 20 tahun jadi harus dipertimbangkan apakah sumber itu bisa terus menerus mensuplai air kandungan dan kuantitas airnya
c. Sumber-sumber air baku sangat penting untuk diketahui karakteristiknya, untuk menentukan pengolahan air baku tersebut menjadi air bersih. Pada sistem sumber ini terdapat beberapa macam-macam sumber dan dinilai berdasarkan kuantitas serta kualitas sumber tersebut.
Sumber air beku yang digunakan PDAM untuk mengaliri air ke penduduk yaitu menggunakan air yang berasal dari sungai Kapuas, sungai Sekadau dan sungai Ayak. Setelah dilakukan perhitungan proyeksi kebutuhan air, maka sumber air yang dipilih berdasarkan baku mutu PERMENKES dan PP 82 tahun 2001 untuk perencanaan air minum di Kabupaten Sekadau. Air bersih yaitu air yang dipergunakan untuk keperluaan sehari-hari dan kualitasnya memenuhi persyaratan kesehatan air bersih sesuai dengan peraturan perundang-undangan yang berlaku dan dapat diminum apabila dimasak. Maka, Sungai Kapuas yang paling cocok digunakan sebagai sumber air Kabupaten Sekadau karena Sungai Kapuas mempunyai lebar 250 m dengan kedalaman 20m dan debit sebesar 380 liter/detik, selain itu sumber air yang dimiliki Sungai Kapuas melebihi untuk memenuhi kebutuhan air masyarakat Kabupaten Sekadau.
2.3 Perencanaan Intake
1. Intake
Intake adalah suatu konstruksi yang berguna untuk mengambil atau menyadap air dari sumber air di permukaan tanah seperti resevoir, sungai, danau, atau kana. Faktor utama sistem intake adalah reabilitas, keamanan, operasi minimal dan biaya pemeliharaan. Intake hendaknya ditempatkan pada sungai sebagai sumber air permukaan. Sumber air baku berasal dari air sungai permukaan, maka sistem intake berupa intake sungai. Pemilihan tempat untuk intake sungai berdasarkan pada (Tambo, Narihito, 1974) :
2.4 Perhitungan Dimensi Intake
Dalam perhitungan dimensi intake, adapun beberapa ketentuan yang direncanakan pada bangunan pegambil air (intake) yang akan dibuat yaitu :
a. Kapasitas pengolahan : 380 L/hari = 0,38 m3/detik
b. Kecepatan aliran pada pipa (vpipa) = 1,5 m/detik
Sehingga, luas penampang pipa (A) pada intake dapat dihitung dengan menggunakan persamaan kontinuitas, sebagai berikut :
Q = A. V . . . . . . . . . . . . . (2.1)
Maka, luas penampang pipa dan diameternya yaitu :
Luas penampang pipa
BAB III
RANCANGAN SISTEM PENGOLAHAN AIR
3.1 Standar Kualitas Air
Dalam sistem penyediaan air bersih atau air minum diperlukan standar kualitas air dengan ketentuan tertentu agar air yang dikonsumsi tidak mengganggu kesehatan manusia. Peraturan terkait dengan kualitas air di Indonesia No.492/MENKES/PER/IV/2010 Tentang Persyaratan Kualitas Air Minum yang didalamnya diatur ambang batas maksimal masing-masing parameter kualitas air baik itu parameter fisik, kimia, dan mikrobiologi. Berikut adalah lampiran kualitas air berdasarkan peraturan tersebut di atas :
3.2 Syarat Kualitas Air Minum
Parameter Kualitas Air yang digunakan untuk kebutuhan manusia haruslah air yang tidak tercemar atau memenuhi persyaratan fisika, kimia, dan biologis.
3.2.1 Syarat fisik, antara lain:
Air yang berkualitas harus memenuhi persyaratan fisika sebagai berikut:
a. Jernih atau tidak keruh
Air yang keruh disebabkan oleh adanya butiran-butiran koloid dari tanah iat. Semakin banyak kandungan koloid maka air semakin keruh.
b. Tidak bewarna
Air untuk keperluan rumah tangga harus jernih. Air yang bewarna berati mengandung bahan-bahan lain yang berbahaya bagi kesehatan.
c. Rasanya tawar, secara fisika air bisa dirasakan oleh lidah. Air yang terasa asam, manis, pahit atau asin menunjukan air tersebut tidak baik. Rasa asin disebabkan adanya garam-garam tertentu yang larut dalam air, sedangkan rasa asam diakibatkan adanya asam organik maupun anorganik.
d. Tidak berbau
Air yang baik memiliki ciri tidak berbau bila dicium dari jauh maupun dari dekat. Air yang berbau busuk mengandung bahan organik yang sedang mengalami dekomposisi (penguraian) oleh mikroorganisme air.
e. Temperaturnya normal
Suhu air sebaiknya sejuk atau tidak panas terutama agar tidak terjadi pelarutan zatkimia yang ada pada saluran/pipa, yang dapat menyebabkan kesehatan dan menghambat pertumbuhan mikroorganisme.
f. Tidak mengandung zat padatan
Air minum mengandung zat padatan yang terapung di dalam air
3.2.2 Syarat Kimiawi, antara lain:
Air yang berkualitas harus memenuhi persyaratan kimiawi sebagai berikut:
a. pH (derajat keasaman)
Penting dalam proses penjernihan air karena keasaman air pada umumnya disebabkan gas oksida yang larut dalam air terutama karbondioksida. Pengaruh yang menyangkut aspek kesehatan dari pada penyimpangan standar kualitas air minum dalam hal pH yang lebih kecil 6,5 dan lebih besar dari 9,2 akan tetapi dapat menyebabkan beberapa senyawa kimia berubah menjadi racun yang sangat mengganggu kesehatan.
b. Kesadahan
Kesadahan ada dua macam yaitu kesadahan smentara dan kesadahan nonkarbonat (permanen).
c. Besi
Air yang mengandung banyak besi akan bewarna kuning dan menyebabkan rasa logam besi dalam air, serta menimbulkan korosi pada bahan yang terbuat dari metal. Besi merupakan salah satu unsur yang merupakan hasil pelapukan batuan induk.
d.Zat organik
Larutan zat organik yang bersifat kompleks ini dapat berupa unsur hara makanan maupun sumber energi lainya bagi flora dan fauna yang hidup di perairan.
e. Sulfat
Kandungan sulfat yang berlebihan dalam air dapat mengakibatkan kerak air yang keras pada alat merebus air (panci / ketel) selain mengakibatkan bau dan korosi pada pipa. Sering dihubungkan dengan penanganan dan pengolahan air bekas.
f. Nitrat dan nitrit
Pencemaran air dari nitrat dan bersumber dari tanah dan tanaman. Nitrat dapat terjadi baik dari NO2 atmosfer maupun dari pupuk-pupuk yang digunakan dan dari oksida NO2 oleh bakteri dari kelompok Nitrobacter. Jumlah Nitrat yang lebih besar dalam usus cenderung untuk berubah menjadi Nitrit yang dapat bereaksi langsung dengan hemoglobine dalam daerah membentuk methaemoglobine yang dapat menghalang perjalan oksigen didalam tubuh.
3.2.3 Syarat mikrobioogi, antara lain:
Tidak megandung kuman-kuman penyakit seperti disentri, tipus, kolera, dan bakteri patogen penyebab penyakit. Seperti kita ketahui jika standar mutu air sudah diatas standar atau sesuai dengan standar tersebut maka yang terjadi adalah akan menentukan besar kecilnya investasi dalam pengadaan air bersih tersebut, baik instalasi pengolahan dan biaya operasional serta pemeliharaanya.
3.3 Jenis Sistem Pengolahan
Sumber air yang digunakan adalah air permukaan (sungai) dengan parameter olahan yang lebih komplek dibandingkan sumber air lainya seperti air tanah dan mata air. Untuk itu system pengolahan yang digunakan adalah pengolahan lengkap (complete treatment). Berikut adalah unit-unit pengolahan yang digunakan dalam pengolahan lengkap.
a. Intake
Tempat pengambilan air baku dilengkapi dengan Bar screen/penyaring yang berujuan untuk menyaring benda-benda terapung (sampah) agar tidak sampai masuk ruang intake karena bisa mengganggu kinerja pompa.
b. Pembubuhan Koagulan
Proses Koagulasi adalah proses pemberian koagulan CMA dengan maksud mengurangi gaya tolak menolak antar partikel koloid sehingga partikel koloid tersebut bisa bergabung menjadi flok-flok kecil. Bangunan pembubuh koagulan ini berfungsi untuk membuat larutan yang akan diinjeksikan ke saluran yang menuju bangunan pengaduk cepat. Koagulan yang biasa digunakan dalam pengolahan air minum adalah alumunium sulfat dan garam besi (Reynolds,1995). Alumunium sulfat biasanya lebih sering digunakan dibandingkan garam besi karena lebih murah dan lebih efektif. Selain itu, Alumunium sulfat tidak meninggalkan efek warna dalam air.
a. Jenis- Jenis Koagulan
Jenis – jenis koagulan yang biasa digunakan untuk pengolahan air minum adalah :
1. Senyawa sulfa
Bahan kimia yang biasa digunakan antara lain alumunium sulfat (A12(SO4)3.14H2O), Postassium sulfat, Sodium sulfat dsb. Alkalinitas yang sesuai harus ada dalam air untuk bereaksi dengan alumunium tertentu, alkalinitas terdapat dalam bentuk ion bikarbonat. Reaksi kimianya adalah sebagai berikut :
A12(SO4)3.14H2) + 3Ca(HCO3)2 2AI(OH)3 + 3CaSO4 + 14H20 + 6CO2
Beberapa sumber air tidak mempunyai alkalinitas yang sesuai agar dapat bereaksi dengan alumunium sehingga perlu ditambahkan. Reaksinya adalah sebagai berikut :
AI2(SO4)3.I4H2) + 3Ca(HCO3)2 2AL(0H)3 + 3CaSO4 + 14H20
Alkalinitas juga perlu ditambahkan dalam bentuk ion bikarbonat dengan penambahan sodium karbonat (soda ash).
Keuntungan penambahan alumunium sulfat :
- Harga relatif murah
- Sudah dikenal luas oleh operator, sehingga tidak perlu pengawasan khusus.
Kerugian penggunaan alumunium sulfat :
- Meski relatif murah, tidak jarang membawa kepada biaya akhir pada suatu periode yang lebih mahal dibandingkan dengan koagulan lain
- Umumnya dipasok dalam bentuk padatan, sehingga perlu waktu dan energi dalam pelarutannya
- Rentang pH untuk koagulan alumunium relatif sempit yaitu antara 6 sampai 8,5 sehingga untuk mengatasi hal tersebut terkadang diperlukan alkali pembantu (lime, NaOH, Na2CO3) yang berati ada tambahan biaya.
c. Bak Pengaduk Cepat (Koagulator)
Bangunan pengaduk cepat (flash mix) digunakan untuk proses koagulasi yang merupakan awal untuk pengendapan partikel – partikel koloid yang terdapat dalam air baku. Partikel kaloid sangat halus dan sulit untuk diendapkan tanpa proses pengolahan lain (plain sedimentation). Adapun karakteristik dari partikel koloid adalah sebagai berikut :
- Sangat halus
- Umumnya bermuatan listrik dimana partikel anorgank memiliki muatan positif sedangkan partikel organik bermuatan negatif.
- Koloid dapat digolongkan atas hydrophobic (sukar bereaksi dengan air) dan hydrophilic (mudah bereaksi dengan air).
Karena sifat partikel yang halus, maka ukuran partikel koloid harus diperbesar dengan menggabungkan partikel – partikel koloid tersebut melalui proses koagulasi dan flokulasi sehingga mudah untuk mengendapkanya.
Koagulasi adalah proses pengadukan cepat dengan pembubuhan bahan kimia/koagulan yang berfungsi untuk mengurangi gaya tolak – menolak antar partikel koloid kemudiaan bergabung membentuk flok – flok. Pengaduk cepat digunakan dalam proses koagulasi, karena :
- Untuk melarutkan koagulan dalam air.
- Untuk mendistribusikan koagulan secara merata dalam air.
- Untuk menghasilkan partikel – partikel halus sebagai inti koagulasi (coagulating agent) sebelum reaksi koagulan selesai.
Proses pengadukan cepat dapat dilakukan dengan dua cara yaitu pengadukan mekanis dan pengadukan hidrolis. Pengadukan mekanis adalah membuat aliran turbulen dengan tenaga penggerak motor dimana bak pengaduk dilengkapi dengan peralatan mekanis, seperti :
- Paddle dengan putaran 20 – 150 rpm
- Paddle dengan putaran 10 – 150 rpm
- Paddle dengan putaran 150 – 1500 rpm.
Pengadukan cepat secara hidrolis dapat dibedakan menjadi dua macam berdasarkan kondisi alirnya, yaitu :
a. Open channel flow
- Hydraulic jump mixer Dengan lompatan air menggunakan drop atau tanpa drop pada saluran sehingga dapat membentuk aliran superkritis.
- Parshall flume Sangat efektif untuk pengadukan cepat ketika hydraulic jump digabung dekat downstream saluran.
- Weir Sangat efektif digunakan sebagai pengaduk cepat bila kapasitasnya kecil.
b. Flow in pressure pipe
- Hydraulic energy disspitor
- Turbulent flow pipe mixer
d. Bak Pengaduk Lambat (Flokulator)
Bangunan pengaduk lambat merupakan tempat terjadinya flokulasi yaitu proses yang bertujuan untuk menggabungkan flok – flok kecil yang titik akhir pembentukannya terjadi di flash mix agar ukuranya menjadi lebih besar sehingga cukup besar untuk dapat mengendap secara gravitasi.
Pengadukan lambat (agitasi dan stirring) digunakan dalam proses flokulasi, karena :
1. Memberi kesempatan kepada partikel flok yang sudah terkoagulasi untuk bergabung membentuk flok yang ukurannya semakin membesar.
2. Memudahkan flokulan untuk mengikat flok – flok kecil.
3. Mencegah pecahnya flok yang sudah terbentuk.
Proses agitasi ini dapat dilakukan dengan beberapa cara :
1. Cara Mekanis, pengadukan dengan menggunakan alat – alat mekanis, yaitu paddle, turbin atau impeller yang digerakan secara mekanis dengan motor. Bentuk dan cara kerjanya sama dengan alat mekanis yang digunakan pada pengadukan cepat, hanya saja nilai gradien kecepatanya jauh lebih kecil.
2. Cara Hidrolis, Baffle channel flocculator. Flokulator yang berbentuk saluran dan dilengkapi dengan baffle. Ada 2 jenis aliran yaitu aliran horizontal dan vertikal.
- Hydraulic jet action flocculator, sangat sesuai dengan pengolahan air minum debit kecil.
- Grave bed flocculator, menggunakan media kerikil untuk membentuk flok dan sangat sesuai untuk pengolahan air minum skala kecil.
- Sistem Orifice, menggunakan pipa – pipa orifice yang dipasang pada dinding – dinding beton dimana pengadukan terjadi (diharapkan) melawati lubang – lubang oriffice tersebut.
Pada pengadukan lambat ini dimana titik akhir flok – flok yang telah terbentuk karena proses koagulasi, diperbesar sehingga flok tersebut dapat bergabung dan akan diendapkan dalam bak sedimentasi. Proses ini memanfaatkan ketidakstabilan dari partikel – partikel koloid sehingga flok – flok tersebut dapat berikatan satu dengan yang lain. Dua mekanisme yang penting dalam proses flokulasi ini adalah:
1. Perikinesis, dimana pengumpulan dihasilkan dari pengadukan lambat dalam air dan sangat signifikan untuk partikel lebih kecil dari 1 – 2 mm.
2. Orthokinesis, berhubungan dengan gradien kecepatan (G), dimana dengan G tertentu diharapkan terjadi pengadukan yang membantu pengumpulan flok dan tidak menyebabkan flok – flok yang sudah terbentuk pecah.
e. Sedimentasi (Rectangular)
Di dalam proses sedimentasi partikel – partikel / flok – flok yang terbentuk dari flokulasi akan mengendap pada bak sedimentasi. Pada bak sedimentasi dilengkapi ‘tube settler’ yang bertujuan untuk mempercepat proses pengendapan.
Dalam pengoperasiannya, terjadi pemisahan dimana zat padat yang tersuspensi akan menjadi fluida yang sudah terklarifikasi dan lumpur.
Dalam unit prasedimentasi dibagi menjadi empat zone yaitu :
a. Inlet zone
Sebagai tempat memperkecil pengaruh transisi aliran dari influent ke aliran steady yang terjadi di settling zone. Fungsi dari inlet zone ini agar proses settling tidak terganggu di zone settling.
b. Settling zone
Sebagai tempat terjadinya pengendapan partikel diskrit sehingga terpisah dari air baku.
c. Sludge zone
Tempat penampungan sementara dari material yang diendapkan.
d. Outlet zone
Sebagai tempat untuk memperkecil pengaruh transisi aliran dari settling ke aliran effluent.
Kriteria desain bangunan prasedimentasi adalah sebagai berikut :
- Perbandingan panjang : lebar = 4 : 1 – 6 : 1
- Bentuk bak segi empat.
- Kedalaman ruang pengendap = 1 – 3 m
- Jumlah bak ≥ 2 bak
- Waktu detensi = 1 – 3 jam
- Kecepatan pengendapan partikel
- Perfomance dari analisa grafik perfomance.
- Kemiringan dasar bak 1% - 2% kearah sludge zone
- Bilangan Reynold atau Nre < 2000 untuk mencegah aliran turbulen atau pengendapan dengan kondisi turbulensi dengan prosentase pemisahan yang dikontrol kembali.
- Bilangan Reynold partikel < 0,5 berlaku kecepatan mengendap partikel.
- Bilangan froude atau Nfr > 10 – 5 untuk mencegah aliran pendek atau short circuit.
- Kecepatan horizontal harus < kecepatan penggerusan (scoring) o atau vh < vsc.
- Freeboard ≥ 30 cm terhadap permukaan air tertinggi.
- Weir Loading Rate < 500 m3/m. Hari.
- Partikel diskrit merupakan salah satu partikel penyebab kekeruhan, karakteristiknya adalah : Ss = 2,65 d > 0,001 cm v = 0,8976.10-6 m/det pada suhu 〖25〗^0C.
f. Filtrasi (Rapid Sand Fillter)
Proses filtrasi merupakan proses penyaringan air dari partikel – partikel koloid yang tidak terendapkan selama proses sendimentasi melalui media yang berbutir. Pada proses filtrasi terdapat beberapa fenomena yang penting saat filtrasi pada media berbutir, yaitu :
1. Mechanical straining adalah proses penyaringan partikel tersuspensi yang terlalu besar untuk dapat lolos melalui lubang diantara butiran pasir. Proses ini terjadi pada permukaan filter. Clogging pada filter akan mengurangi efisiensi straining dan dengan bertambahnya waktu akan meningkatkan tahan atau daya tahan filter sehingga perlu dipilih butiran yang lebih kasar.
2. Sendimentasi, proses mengendapkan partikel tersuspensi yang lebih halus ukurannya dari lubang pori pada permukaan butiran. Pada prinsipnya semua butiran filter dapat menjadi tempat pengendapan ini. Jika filtrasi sudah berjalan lama, endapan akan mengurangi ukuran efektif pori dan kecepatan turunya air akan bertambah. Hal ini akan menggerus endapan sehingga terbawa ke efluen dan menandai perlunya backwash.
3. Adsorpsi merupakan proses yang paling penting dalam proses filtrasi karena dapat menghilangkan partikel – partikel koloidal yang berasal dari bahan anorganik maupun organik yang tidak terendapkan. Proses ini dapat terjadi karena secara alamiah pasir kwarsa pada pH normal memiliki muatan negatif sehingga dapat menarik partikel bermuatan positif dalam bentuk partikel koloid, seperti kristal dalam karbonat, flok dari besi dan alumunium dan lain – lain. Partikel koloid yang berasal dari organik (umumnya bermuatan negatif) tidak akan teradsorpsi pada waktu filter masih bersih dan baru dioperasikan. Setelah filtrasi dan banyak partikel bermuatan positif yang tertahan di butiran filter, maka permukaan butiran filter menjadi terlalu jenuh dan bermuatan positif sehingga terjadi adsorpsi tingkat kedua yaitu menarik partikel – partikel koloid yang bermuatan negatif yang berasal dari partikel koloid organik seperti anion NO3-, PO43- dan lain – lain. Bila adsorpsi tingkat kedua ini mencapai kelewat jenuh, maka muatan kembali menjadi negatif dan mengadsorpsi muatan positif dan seterusnya. Lama – kelamaan gaya penyebab adsorpsi menjadi menurun kekuatanya begitu pula dengan efisiensi filter. Akibatnya banyak kotoran yang melewati filter begitu saja sehingga kualitas efluen menurun dan diperlukan backwash.
4. Aktifitas biologi disebabkan oleh mikroorganisme yang hidup dalam filter. Secara alamiah mikroorganisme terdapat dalam air baku dan bila melalui filter dapat tertahan pada butiran filter. Mikroorganisme ini dapat berkembang biak dalam filter dengan sumber makanan yang berasal dari bahan organic dan inorganik yang mengendap pada butiran. Makanan ini sebagian digunakan untuk proses hidupnya (disimilasi) dan sebagian lagi digunakan untuk proses pertumbuhannya (asimilasi). Hasil disimilasi terbawa oleh air dan digunakan lagi oleh mikroorganisme lain pada lapisan terdalam. Dalam hal ini partikel organic akan terurai yang akhirnya menjadi bahan anorganik.
5. Aktifitas kimia, dalam filter terdapat aktifitas kimia, dikarenakan bereaksinya beberapa senyawa kimia dengan oksigen maupun dengan bikarbonat. Adapun reaksi – reaksi kimia yang terjadi karena adanya oksigen antara lain :
Backwash pada rapid sand filter (RSF) dilakukan secara periodik yang tergantung pada kualitas air baku. Bila air baku menandung kekeruhan atau kontaminan dalam jumlah besar, maka backwash akan lebih sering digunakan untuk mencegah clogging.
Secara umum RSF dapat diklasifikasi menurut :
a. Tipe media yang digunakan meliputi : filter single media, dual media maupun mixed media
b. Rate control system pada filter yang digunakan meliput : constant rate filtration dan declining rate fitration
c. Arah aliran filter meliputi : up flow filtration dan down flow filtraton
d. Operasi yang digunakan meliput : gravitasi dan pressure filter
Beberapa keuntungan RSF :
a. Mengurangi beban filter air baku sudah melalui pengolahan pendahuluan.
b. Efektif dalam menghilangkan kekeruhan air baku tinggi.
c. Membutuhkan lahan yang tidak begitu luas.
Beberapa kerugian RSF :
a. Biaya konstruksi dan operasi tinggi.
b. Membutuhkan operator yang ahli.
c. Backwash dilakukan dalam periode singkat sehingga utuh energi pemompaan cukup banyak.
g. Chlorinasi
Unit ini berfungsi untuk tempat pembubuhan klor agar terjadi kontak antara air yang telah diolah dengan klor untuk membunuh bakteri sehingga syarat bakteriologis air terpenuhi. Periode yang dibutuhkan untuk reaksi antara desinfektan dengan kandungan dalam air (waktu kontak) sangat penting dalam merencanakan sistem desinfeksi. Waktu kontak minimum untuk klorinasi adalah antara 1- - 15 menit. (Benefield,1982)
Faktor – faktor yang menentukan pemilihan penggunaan gas klor atau hipoklorit dalam sistem desinfeksi :
1. Kuantitas dari air yang terolah
2. Biaya dan ketersediaan biaya
3. Ketersediaan peralatan
4. Keterampilan dalam pengoperasian dan pengontrolan
Peralatan injeksi gas klor lebih mahal dan sulit untuk dioperasikan dan bisa membahayakan dibanding penggunaan larutan klor. Selain itu juga dapat menyebabkan korosif pada tempat penyimpanannya, sehingga harus ditempatkan pada tempat yang tidak terkena sinar matahari.
Kalsium dan sodium hipoklorit lebih sering digunakan, kandungan klor dalam sodium hipokorit sebesar 12-15% dan dalam Kalsium hipoklorit sebesar 65-70%. Kalsium hiploklorit lebih stabil dan dalam kondisi normal hanya mengalami kehilangan kandungan klor sebesar 3-5% pertahun..
BAB V
RANCANGAN FASILITAS PENUNJANG
5.3 Fasilitas Penunjang
Fasilitas penunjang dalam instalasi pengolahan air (IPA) merupakan hal sangat penting. Adapun fasilitas penunjang yang harus ada dalam bangunan instalansi pengolahan air adalah sebagai berikut :
1. Laboratorium
Laboratorium diperlukan dalam pengolahan air minum. Laboratorium berfungsi sebagai tempat pengujian terhadap air baku dan air minum yang sudah diolah. Letak bangunan laboratorium sebaiknya dibangun di dekat proses pengolahan air minum (IPA) sehingga jarak untuk membawa sample tidak jauh.
2. Kantor
Kantor merupakan fasilitas yang memiliki fungsi seperti tempat pengadaan jika terdapat masalah dalam distribusi air, seperti kebocoran. Selain itu juga kantor berfungsi sebagai tempat administrasi dan penyimpanan data – data/ dokumen penting.
3. Reservoir
Reservoir merupakan bangunan yang terletak setelah proses pengolahan air selesai. Fungsi dari bak ini adalah sebagai penampungbair dan sebagai penyeimbang tekanan air. Sebelum didistribusikan air akan masuk bak reservoir.
4. Pos jaga
Pos jaga merupakan bangunan yang diperlukan untuk memantau dan menjaga keamanan disekitar daerah produksi air. Sehingga mengurangi kemungkinan kehilangan barang-barang yang tidak diinginkan.
5. Ruang Pembubuh
Ruang pembubuh merupakan fasilitas bangunan yang memiliki fungsi sebagai tempat pembubuhan bahan kimia sebelum dialirkan ke dalam bak pengolahan. Di ruang pembuluh nilai koagulan yang akan digunakan dicampurkan terlebih dahulu dengan air dengan perbandingan yang telah ditentukan sebelumnya.
6. Ruang pompa dan genset
Merupakan bangunan yang diperlukan untuk menyimpan pompa dan genset agar pompa terlindungi dari hujan dan panas sehingga tidak akan rusak. Pompa berfungsi untuk membantu tekanan air agar dapat mengalir dengan baik.
7. Ruang penyimpanan bahan kimia
Merupakan bangunan fasilitas penunjang yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan bahan-bahan kimia yang diperlukan dalam pengolahan air bersih.
8. Gudang
Merupakan bangunan yang diperlukan untuk menyimpan barang – barang yang diperlukan dalam suatu instalasi pengolahan air bersih.
Bahan dan bangunan pelengkap harus memenuhi ketentuan berikut :
a. Struktur bangunan instalasi pengolahan air dan bangunan penampung air minum dari beton bertulang, baja atau bahan lainya berdasarkan pertimbangan kondisi lapangan.
b. Ruang genset harus kedap suara, tahan getaran dan tidak mudah tebakar, dilengkapi dengan peralatan pemeliharaan yang memenuhi ketentuan yang berlaku.
c. Ruang pembubuh dan penyimpan bahan kimia dilengkapi exhaust fan, drainase dan perlengkapan pembersihan.
d. Bangunan peneunjang lainya menggunakan bahan bangunan yang memenuhi ketentuan yang berlaku.
e. Pondasi bangunan sesuai dengan kondisi setempat yang memenuhi ketentuan yang berlaku.
Rancangan tapak harus mengikuti peraturan mendirikan bangunan yang berlaku setempat. Apabila tidak ditentukan oleh peraturan setempat yang ada, untuk kemudahan operasi dan pemeliharaan, jarak bagian terluar instalasi pengolahan air paket terhadap bangunan lain disekitarnya yang terdekat sekurang-kurangnya sebagai berikut:
1) 3,0 meter untuk instalasi pengolahan air dengan kapasitas sampai dengan 20 L/detik
2) 4,0 meter untuk instalasi pengolahan air dengan kapasitas diatas 20 L/detik
Luas rencana tapak dan pelengkap bangunan harus memenuhi ketentuan luas berikut:
3) kapasitas sampai dengan 5 L/detik, luas minimal 2000m2
4) kapasitas (10-30) L/detik, luas minimal 2400 m2
5) kapasitas (40-80) L/detik, luas minimal 3000m2
Tata letak bangunan penunjang instalasi pengolahan air sebaiknya mudah operasi, sirkulasi dan efisiensi, dilengkapi tempat parkir, pagar, kamar mandi, toilet dan fasilitas penerangan. Untuk kebutuhsn operasi dan pemeliharan paket unit intalasi pengolahan air harus dilengkapi dengan lantai pemeriksaan. Jalan masuk dari jalan besar menuju ke tapak intalasi pengolahan air lebarnya harus mencukupi untuk dilalui kendaraan roda empat. Jalan dan tempat parkir harus diberikan perkerasan yang memadai, tapak instalasi pengolahan air harus bebas banjir. Berikut gambar rancangan fasilitas penunjang yang akan direncanakan.
5.2 Denah Pengolahan Air Minum
Denah pengolahan air minum yang direncanakan dapat dilihat pada Gambar 5.1 sebagai berikut ini:
Keterangan gambar :
A. Kantor
B. Pos Penjaga
C. Laboratorium
D. Bak Reservoir
E. Bak Desinfektan
F. Bak Filtrasi
G. Gudang
H. Bak Sedimentasi
I. Kolam Lumpur
J. Ruang Gengset
K. Bak Flokulasi
L. Bak Koagulasi
N. Intake
