BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

Embed Size (px)

Citation preview

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    1/49

    BAB V

    PERHITUNGAN DIMENSI UNIT INSTALASI PENGOLAHAN AIR MINUM

    V.1 Intake

    Intake adalah bangunan yang digunakan untuk mengambil air baku dari sungai. Intake

    akan dilengkapi oleh :

    Bar Screen

    Saluran Intake

    Pintu Air

    Bangunan Pengumpul

    Sistem Transmisi

    V.1.1 Bar Screen

    Bar Screen berfungsi untuk menyaring benda-benda kasar seperti plastik, kayu, dan

    sampah-sampah yang terapung agar tidak ikut terbawa ke dalam unit pengolahan air

    minum.

    Data Perencanaan :

    Debit perencanaan, Q = 0.424 m3/det

    Lebar batang, w = 1 inch = 2.54 cm

    Jarak antar batang, b = 2 inch = 5.08 cm

    Kemiringan batang, = 60

    Kecepatan aliran sebelum melalui batang, v = 0.6 m/det

    Bukaan batang berbentuk bulat dengan faktor Kirschmer, = 1.79

    Perbandingan lebar dan kedalaman saluran, L:h = 2:1

    Perhitungan :

    Kapasitas setiap intake, q :

    det/212,02

    det/424,0

    2

    33

    mmQ

    q

    Luas penampang saluran, A :

    23

    424.0det/5.0

    det/212,0

    mm

    m

    v

    q

    A

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    2/49

    Dimensi saluran

    - Kedalaman saluran, h :

    hL 2 2

    2hA

    mmA

    h 46,02

    424,0

    2

    2

    - Lebar saluran, L :

    L = 2h = 2 x 0,46 m = 0,92 m

    - Panjang saluran untuk kisi, p = 1 m

    - Freeboard, f =

    mmmhpf 24.146.060tan1tan Jumlah batang, n :

    L = nw + (n+1)b

    92 = (n 2.54) + ((n+1) 5.08)

    7,62n = 86,92

    n = 12

    Jumlah bukaan, s :

    s = n + 1 = 12 + 1 = 13

    Luas bukaan koreksi, b :

    L = nw + (n+1)b

    92 = (122,54) + (12+1)b

    b = 5 cm 0,05 m

    Luas bukaan batang, Ab:

    2345.0

    60sin

    46,005,0)112(

    sin

    )1( mm

    mh

    bnAb

    Kecepatan melalui batang, Vb:

    OKmm

    m

    A

    QV

    b

    b det/61.0345.0

    det/212.02

    3

    Head kecepatan melalui batang, hv:

    cmmm

    m

    g

    vh bv 202,0

    det/81.92

    det)/61,0(

    2 2

    22

    Kehilangan tekan melalui batang, HL:

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    3/49

    OKcmcmcm

    cmh

    b

    wH vL

    23,160sin2.008.5

    54.279.1sin

    3

    4

    3

    4

    Tinggi muka air setelah batang, Y :

    cmmmmHYY L 343377,00123,035,0'

    V.1.2 Saluran Intake

    Saluran intake dirancang dan dibangun untuk menyalurkan air baku sebelum masuk

    ke pipa pembawa.

    Data Perencanaan :

    Debit perencanaan tiap saluran, Q = 0,212 m3/det

    Saluran terbuat dari beton dengan bentuk persegi memiliki koefisien

    kekasaran Manning, n = 0,013

    Panjang saluran intake, p = 5 m yang terbagi menjadi beberapa bagian yaitu :

    - Panjang antara mulut saluran dengan bar screen, p1= 1 m

    - Panjang saluran antara bar screen dengan pintu air, p2= 2 m

    - Panjang saluran antara pintu air dan saluran pembawa, p3= 2 m

    Tinggi muka air untuk beberapa kondisi yaitu :

    - Tinggi muka air minimum, Ymin = 0,2 m

    - Tinggi muka air maksimum, Ymaks = 0,7 m

    - Tinggi muka air rata-rata, Yave = 0,35 m

    Perhitungan :

    Jari-jari hidrolis saat Ymaks, Rmaks:

    Rmaks= mmm

    mm

    LY

    LY

    maks

    maks 28,092,0)7,02(

    92,07,0

    )2(

    Kemiringan saluran, S :

    Agar kecepatan aliran di atas 0,6 m/det, maka kemiringan saluran minimum

    harus dapat menyebabkan kecepatan aliran pada saat kedalaman minimum

    lebih besar dari 0,6 m/det, sehingga :

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    4/49

    S =

    3

    2

    32

    2

    32

    min

    min 1014,114.0

    013,0det/7,0

    x

    m

    m

    R

    nV

    Kontrol aliran :

    -

    Kecepatan saat Ymaks,Vmaks:

    Vmaks= OKmxmSRn

    det/23,1)1014,1()28,0(013,0

    1..

    12

    1

    33

    2

    2

    1

    3

    2

    - Kecepatan saat Yave,Vave:

    Vave= OKmxmSRn

    det/98,0)1014,1()2,0(013,0

    1..

    12

    1

    33

    2

    2

    1

    3

    2

    - Kecepatan saat Ymin,Vmin:

    Vmaks= OKmxmSRn

    det/78,0)1014,1()14,0(013,0

    1..

    12

    1

    33

    2

    2

    1

    3

    2

    Kehilangan tekan melalui mulut saluran hingga bar screen, Hp1:

    Hp1= S x p1= 1,14 x 10-3x 1 m = 1,14 x 10-3m = 0,114 cm

    Kehilangan tekan melalui saluran antara bar screen dan pintu air, Hp2:

    Hp2= S x p2 = 1,14 x 10-3x 2 m = 2,28 x 10-3m = 0,228 cm

    Kehilangan tekan melalui saluran setelah pintu air, Hp3:

    Hp3= S x p3 = 1,14 x 10-3x 2 m = 2,28 x 10-3m = 0,228 cm

    V.1.3 Pintu Air

    Pintu air berfungsi untuk mengatur jumlah aliran air yang akan masuk ke saluran pipa

    pembawa. Pintu air juga diperlukan untuk membuka atau menutup saluran ketika akan

    dilakukan pembersihan saluran.

    Data Perencanaan :

    Debit perencanaan, Q = 0,212 m3/det

    Lebar pintu air, Lp = 0,92 m

    Kecepatan aliran, Vp = 0,6 m/det

    Perhitungan :

    Tinggi bukaan pintu air, hf:

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    5/49

    mmm

    m

    LV

    Qh

    pp

    f 384,092,0det/6,0

    det/212,0 3

    Kehilangan tekan melalui pintu air, HL:

    cmmmm

    mLh

    QHpf

    L 1616,092,0)384,0(746.2

    det/212,0746.2 32

    3

    32

    V.1.4 Bak Pengumpul

    Bak pengumpul berfungsi untuk menampung air baku sebelum ditransmisikan.

    Data Perencanaan :

    Debit perencanaan, Q = 0,424 m3/det

    Jumlah bak, n = 2 buah Waktu detensi, td= 30 detik

    Elevasi muka air sungai pada berbagai kondisi yaitu :

    - Tinggi muka air maksimum : +737,57 m

    - Tinggi muka air rata-rata : +737,22 m

    - Tinggi muka air minimum : +737,07 m

    Dasar bak ditetapkan 1,5 m dibawah LWL

    Perbandingan panjang dan lebar, p : l = 3 : 1

    Perhitungan :

    Debit tiap bak, q :

    det/212,02

    det/424,0

    2

    33

    mmQ

    q

    Volume bak, V :

    V = q td= 0,212 m

    3

    /det x 60 detik = 12,72 m

    3

    Elevasi dasar bak, Edb:

    Edb= LWL1,5 m = +737,07 m -1,5 m = 737,57 m

    Kedalaman efektif, h :

    h = Elevasi muka air maksimumElevasi dasar bak

    = 737,57 m735,57 m = 2 m

    Luas permukaan bak, AS:

    2

    3

    36,6.272,12 mmm

    hVAS

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    6/49

    Dimensi bak :

    - Panjang, p :

    mmxAp 6,336,622 2

    -

    Lebar, L :

    mmxpL 2,16,33

    1

    3

    1

    - Freeboard = 1 m

    Pengurasan dilakukan dengan menggunakan pompa dengan head = 10 m. Pipa

    penguras berukuran 6 inch.

    V.1.5 Sistem TransmisiSistem transmisi terdiri dari dua bagian yaitu pompa transmisi dan pipa transmisi.

    Pipa transmisi digunakan untuk mengalirkan air dari bak penenang ke unit

    prasedimentasi di lokasi instalasi pengolahan air minum. Untuk sistem pengaliran

    transmisi menggunakan sistem pemompaan karena terdapat head yang tersedia di

    lokasi intake tidak dapat mengalirkan air ke lokasi instalasi pengolahan air minum.

    Data Perencanaan :

    Debit perencanaan, Q = 0,424 m3/detik

    Pompa yang akan digunakan sebanyak 6 buah pompa dengan 4 pompa

    operasional dan 2 pompa cadangan. Pemasangan dilakukan pararel yang

    terdiri dari 2 bagian, yaitu pompa hisap dan pompa tekan.

    Kecepatan aliran air pada pipa hisap adalah 1,3 m/detik.

    Perhitungan

    Kapasitas tiap pompa, q :

    333

    det/106,04

    det/424,0mm

    m

    n

    Qq

    Luas penampang pipa hisap dan pipa tekan, A :

    A =2

    3

    0815,0det/3,1

    det/106,0m

    m

    m

    V

    q

    Diameter pipa hisap dan pipa tekan, d :

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    7/49

    d = inchmmxA

    12322,00815,044 2

    Kecepatan melalui pipa hisap dan pipa tekan, V :

    V = OKm

    mxx

    mAq det/45,1

    )3048,0(4

    1det/106,0

    2

    3

    Luas penampang pipa transmisi, At:

    At=2

    3

    141,0det/5,1

    det/212,0m

    m

    m

    V

    q

    Diameter pipa transmisi, dt:

    dt= inchmmxA

    t 16432,0141,044 2

    Kecepatan melalui pipa transmisi, Vt:

    Vt= det/6,1

    )432,0(4

    1

    det/106,0

    2

    3

    m

    mxx

    m

    A

    q

    t

    Pipa Hisap

    Pipa hisap direncanakan memiliki peralatan sebagai berikut :

    Pipa lurus : = 12 inch, L = 5 m, f = 0.0224

    1 buah strainer : = 12 inch, k = 2.5

    1 buah elbow 90 : = 12 inch, k = 0.3

    1 buah inlet pompa : = 12 inch, k = 0.25

    Kehilangan tekan melalui pipa hisap adalah :

    Kehilangan tekan melalui pipa lurus, Hmayor:

    Hmayor=

    mm

    m

    m

    m

    g

    v

    d

    Lf 039,0

    det/81.92

    det/45,1

    3048,0

    50224.0

    2 2

    22

    Kehilangan tekan melalui aksesoris, Hminor:

    Hminor=g

    vk2

    2

    Aksesoris Hminor(m)

    Strainer

    Elbow 90

    0.27

    0.032

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    8/49

    Hminor= 0.329 m

    Kehilangan tekan melalui pipa hisap, Hh:

    Hh= H

    mayor+H

    minor= 0,039 m + 0,329 m = 0,368 m

    Pipa Tekan

    Pipa tekan direncanakan memiliki peralatan sebagai berikut :

    Pipa lurus : 12 inch, L = 5 m, f = 0.0224

    1 buah outlet pompa : 12 inch, k = 0.25

    1 buah pembesaran 12-16 : k = 0,19

    1 buah fleksible joint : 16 inch, k = 0.026

    1 buah check valve : 12 inch, k = 2.3

    1 buah gate valve : 12 inch, k = 0.2

    3 buah elbow 90 : 12 inch, k = 0.3

    1 buah flange crossed : 12 inch, k = 1.5

    Pipa lurus : 16 inch, L = 164 m, f = 0.0224

    2 buah elbow 90 : 16 inch, k = 0,3

    Kehilangan tekan melalui pipa tekan adalah :

    Kehilangan tekan melalui pipa lurus 12 inch, Hmayor:

    Hmayor=

    mm

    m

    m

    m

    g

    v

    d

    Lf 04,0

    det/81.92

    det/45.1

    3048.0

    50224.0

    2 2

    22

    Kehilangan tekan melalui pipa lurus 16 inch, Hmayor:

    Hmayor=

    m

    m

    m

    m

    m

    g

    v

    d

    Lf 18,1

    det/81.92

    det/6.1

    4064.0

    1,1640224.0

    2

    2

    22

    Kehilangan tekan melaluipipa lurus total, Hmayor:

    Hmayor = Hmayor1+ Hmayor2= 0,04 m + 1,18 m = 1,22 m

    Kehilangan tekan melalui aksesoris, Hminor:

    Hminor=g

    vk2

    2

    Aksesoris Hminor(m)

    Outlet pompa 0.0268

    Inlet pompa 0.027

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    9/49

    Pembesaran 12-16 inch

    Check valve

    Flexible joint

    Gate valve

    Elbow 90 - 12 inch

    Flange crossed

    Elbow 90 - 16 inch

    0.0204

    0.2465

    0.0034

    0.043

    0.0964

    0.1607

    0.0783

    Hminor = 0,6755 m 0,68m

    Kehilangan tekan melalui pipa tekan, Hh:

    Hh= Hmayor+Hminor= 1,22 m + 0,68 m = 1,9 m

    Kebutuhan Pompa Transmisi

    Head Statis, Hs:

    Hs = Elevasi instalasiElevasi dasar bak pengumpul

    = 786,51m - 735,57m

    = 50,94 m

    Kehilangan tekan selama pemompaan, H :

    H = Headloss pipa hisap + Headloss pipa tekan

    = Hh+ Ht

    = 36,8 cm + 190 cm

    = 226,8 cm = 2,268 m

    Head pompa yang diperlukan, Hp:

    Hp = Hs+ H

    = 50,94 m + 2,268 m

    = 53,2 m

    V.2 Bak Penenang

    Bak penenang dibuat untuk mengkondisikan aliran agar stabil setelah berada dibawah

    tekanan akibat pemompaan. Pada bak penenang ini juga dapat dilakukan penyisihan

    besi dengan penambahan oksidator seperti kaporit.

    Data Perencanaan :

    Jumlah bak penenang, n = 1 buah

    Debit perencanaan, Q = 0,212 m3/det

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    10/49

    Bak penenang berbentuk persegi panjang dengan perbandingan panjang

    dan lebar, p : L = 3 : 1

    Pipa overflow mengalirkan 1/4 x debit inflow, qof= 0,053m3/det

    Kecepatan aliran pada pipa overflow sama dengan laju aliran air yangmasuk ke dalam bak penenang, Vof= 1,6 m/det

    Freeboard = 60 cm

    Waktu detensi, td= 2 menit = 120 detik

    Kedalaman bak penenang, h = 3 m

    Pada akhir bak penenang dilengkapi dengan V-notch 90 sebagai

    pengukur debit air baku.

    Perhitungan :

    Volume bak penenang, V :

    V = q td= 0,212 m3/det x 120 detik = 25,44 m3

    Luas permukaan bak, AS:

    23

    48,8.2

    44,25m

    m

    m

    h

    VAS

    Dimensi bak :

    - Panjang bak penenang, p :

    mmxAp 648,833 2

    - Lebar bak penenang, L :

    mmxpL 263

    1

    3

    1

    - Freeboard = 60 cm

    Ukuran pipa overflow :- Luas permukaan pipa overflow, Aof:

    23

    033,0det/.6,1

    det/053,0m

    m

    m

    V

    qA

    of

    of

    of

    - Diameter pipa overflow, dof:

    inchmmxA

    d of

    of 82,0033,04.4 2

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

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    11/49

    5,254,2 HQ

    cmftmf txmQ

    H 4754,0154,2

    /31,35det/212,0

    54,2

    5,2/13335,2/1

    Freeboard = 60 cm

    Lebar bukaan V-notch 90, b :

    b = 2 (H + freeboard) tan/2

    = 2 (47cm + 20cm) tan90/2 = 134 cm

    V.3 Preklorinasi

    Unit ini berfungsi untuk menghilangkan kandungan besi berlebih yang terdapat di

    dalam air baku. Unit ini berupa terjunan yang terletak diantara bak penenang dan unit

    koagulasi agar pencampuran bahan kimia (kaporit) dengan air baku berlangsung

    dengan baik. Kriteria desain unit ini mengavu pada kriteria desain unit koagulasi

    hidrolis dengan terjunan.

    Perhitungan

    Bak Penyisih Besi

    Kriteria Desain :

    a. Gradien Kecepatan (Gtd) = 104

    105

    (Reynolds, 1982)b. Waktu Detensi (td) = 2060 detik (Reynolds, 1982)

    Waktu Detensi

    (detik)

    Gradien Kecepatan

    (1/detik)

    20 1000

    30 900

    40 790

    50 700

    Headloss (hL) 0.6 m (Kawamura, 1991)

    Ketinggian pencampuran (Hp) 0.3 m(Schulz&Okun, 1984)

    Bilangan Froud (Fr1) 2(Schulz&Okun, 1984)

    Rasio Kedalaman (Y2/Y1) 2.83(Schulz&Okun, 1984)

    Data Perencanaan :

    1.

    Jumlah bak (n) = 12.

    Tinggi terjunan (H) = 1.5 m

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    12/49

    3. Lebar terjunan (b) = 1 m

    4. Lebar bak (w) = 1 m

    5.

    Gradien (G) = 1000/sekon

    6. Waktu detensi (td) = 20 sekon

    Perhitungan :

    a. Debit perencanaan (Q) = 0.212 m3/sekon

    b. Headloss (HL)

    ( )

    c. Bilangan terjunan (D)

    d. Panjang terjunan (Ld)

    e. Kedalaman air di beberapa titik

    Titik 1 :

    Titik 2 :

    f. Kontrol Aliran

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    13/49

    Bilangan Froud (F)

    g. Panjang Loncatan (L)

    Untuk bilangan Froud, F = 6.3, maka L/Y2= 6.13

    h. Panjang bak setelah loncatan (Lb)

    Asumsi :

    Waktu loncatan hidrolis (t2) = 2 sekon

    Waktu terjunan (t1) = 2 sekon

    i. Panjang unit penyisihan besi (Lmin)

    j. Freeboard = 20 cm

    k. Kedalaman bak = 60 cm = 0.6 m

    Saluran Menuju Bangunan Penyisih Besi

    Data Perencanaan :

    Saluran terbuat dari beton dengan nilai koefisien Manning (n) = 0.013

    Lebar saluran (L) = 30 cm

    Panjang saluran (p) = 3 m

    Perhitungan :

    a. Tinggi muka air di atas saluran (hsal)

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    14/49

    b. Freeboard saluran = 20 cm

    c. Kedalaman saluran (Hsal) = 0.9 m

    d. Kecepatan pada saluran (vsal

    )

    e. Jari-jari Hidrolis (R)

    f. Kemiringan saluran (S)

    * +

    g. Headloss pada saluran (HL)

    Bak Pembubuh Kaporit

    Data Perencanaan :

    Debit Pengolahan (q) = 0.212 m3/s

    Oksidator 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), bentuk

    silinder.

    Dosis kaporit = 20 mg/L

    Berat Jenis kaporit (kpr) = 0.86 kg/L

    Konsentrasi kaporit (Ckpr) = 10%

    Perhitungan :

    a. Kebutuhan kaporit (mkpr)

    ( )

    b. Debit kaporit (qkpr)

    c. Volume kaporit tiap pembubuhan (Vkpr)

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    15/49

    ( ) d. Volume pelarut (Vair)

    e. Volume larutan (V)

    f. Dimensi bak pembubuh

    Diameter bak pembubuh (d) = 2 m

    Luas alas bak pembubuh (A)

    Ketinggian bak pembubuh (h)

    Freeboard = 20 cm

    Pompa Pembubuh

    Data Perencanaan :

    Jumlah pompa adalah 2 (1 operasional, 1 cadangan)

    Efisiensi pompa ()= 0.85

    Head pompa tersedia (H) = 10 m

    Debit larutan kaporit (ql) = 0.426 m3/hari = 4.93 x 10-6m3/s

    Perhitungan :

    a. Massa jenis larutan (l)

    b. Daya pompa (P)

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    16/49

    () (

    )

    V.4 Koagulasi

    Pada perencanaan ini, unit koagulasi yang digunakan adalah koagulasi yang

    memanfaatkan gaya hidrolis sebagai pengaduk. Gaya hidrolis dimunculkan dengan

    melewatkan air pada sebuah terjunan. Unit koagulasi terdiri atas kelengkapan sebagai

    berikut.

    Saluran menuju bak koagulasi

    Bak Koagulasi

    Bak pembubuh koagulan

    Pompa pembubuh

    Bak Koagulasi

    Kriteria desain dari bak koagulasi, seperti yang tercantum pada bab sebelumnya,

    adalah sebagai berikut.

    Kriteria Satuan Nilai SumberGradien Kecepatan (G) Detik- Gtd = 10 - 10 Reynolds, 1982

    Waktu Detensi (td) Detik td = 20 - 60 Reynolds, 1982

    Headloss m hL 0,6 Kawamura, 1991

    Ketinggian Pencampuran (H) m Hp 0,3 Schulz & Okun, 1984

    Bilangan Froud (Fr) - Fr 2 Schulz & Okun, 1984

    Rasio Kedalaman (Y2/Y1) - Y2/Y1 > 2,83 Schulz & Okun, 1984

    Untuk mendesain bak koagulasi, data perancanaan yang digunakan adalah sebagai

    berikut. Jumlah bak, n = 1

    Tinggi terjunan, H = 2 m

    Lebar terjunan, b = 1 m

    Lebar bak, w = 1 m

    Gradien, G = 1000/detik

    Waktu detensi, td = 20 detik

    Perhitungan

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    17/49

    Nilai debit yang digunakan untuk perencanaan ini adalah Q = 0,212 m3/detik.

    Nilai Headloss dapat dihitung menggunakan persamaan

    Bilangan terjunan (D) dihitung dengan persamaan

    Panjang terjunan yang terjadi adalah sebagai berikut.

    Kedalaman air di beberapa titik :

    Kedalaman air di titik 1 adalah

    Kedalaman air di titik 2 adalah

    Kontrol aliran

    Bilangan Froud

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    18/49

    * +

    * +

    Nilai-nilai tersebut masuk ke dalam kriteria desain sehingga dapat diterima.Panjang loncatan hidrolis yang terjadi adalah sebagai berikut.

    Untuk bilangan Froud F=7,3, maka L/Y2 = 6,13

    Panjang bak setelah loncatan (Lb) dihitung dengan asumsi sebagai berikut.

    Waktu loncatan hidrolis t2 = 2 detik

    Waktu terjunan t1 = 1 detik

    Panjang bak unit koagulasi (Lmin) yang dibutuhkan adalah sebagai berikut.

    Freeboard = 20 cm

    Kedalaman bak = 0,6 m

    Saluran Menuju Bak Koagulasi

    Data perencanaan yang digunakan untuk mendesain saluran menuju bak koagulasi

    adalah sebagai berikut.

    Saluran terbuat dari beton dengan nilai koefisien Manning, n = 0,013

    Lebar saluran, L = 30 cm

    Panjang saluran, p = 5 m

    Perhitungan

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    19/49

    Tinggi muka air di atas saluran (hsal) adalah sebagai berikut.

    Dalam perhitungan ini digunakan tinggifreeboard adalah 20 cm.

    Sedangkan kedalaman saluran yang digunakan (Hsal) adalah 0,5 m.

    Kecepatan pada saluran (Vsal) dihitung dengan persamaan

    Jari-jari hidrolis (R) dihitung dengan persamaan

    Kemiringan saluran (S) :

    Headlosspada saluran yang terjadi adalah sebagai berikut.

    Bak Pembubuh Koagulan

    Data perencanaan yang digunakan untuk mendesain bak pembubuh koagulan adalah

    sebagai berikut.

    Debit Pengolahan, q = 0,212 m3/det

    Koagulan yang akan digunakan adalah Al2(SO4)3

    Pembubuhan alum ke dalam bak pembubuh dilakukan 24 jam sekali.

    Jumlah bak pembubuh adalah 2 (1 operasional dan 1 cadangan) dengan bentuk

    silinder.

    osis alum = 25 mg/L

    Berat jenis alum, Al= 2,71 kg/L

    Konsentrasi alum, CAl = 10%

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    20/49

    Perhitungan

    Kebutuhan alum untuk proses (mAl) dihitung dengan persamaan berikut.

    Debit alum (qAl) :

    Volume alum tiap pembubuhan (VAl) :

    Volume pelarut (VAir) :

    Volume larutan (V) :

    Dimensi bak pembubuh :

    Diameter bak pembubuh (d) = 2 meter

    Luas alas bak pembubuh (A) :

    Ketinggian bak pembubuh (h) :

    Freeboard = 20 cm

    Pompa Pembubuh Koagulan

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    21/49

    Data perencanaan yang digunakan untuk memilih pompa pembubuh koagulan adalah

    sebagai berikut.

    Jumlah pompa adalah 2 (1 operasional dan 1 cadangan), sesuai jumlah bak pembubuh

    koagulan.

    Efisiensi pompa, = 0,85

    Head pompa disediakan, H = 10 m

    Debit larutan alum, ql= 4,372 m3/hari = 5,06 x 10-5m3/s

    Perhitungan

    Massa jenis larutan yang akan dipompa adalah

    Daya pompa yang dibutuhkan untuk memompa larutan adalah sebagai berikut.

    Pompa yang akan digunakan memiliki motor dengan daya 80 Watt.

    V.5 Flokulasi

    Pada perencanaan ini, flokulasi akan dilakukan dengan menggunakan vertical baffle

    channel. Data perencanaan yang akan digunakan untuk mendesain unit flokulasi

    adalah sebagai berikut.

    Kapasitas Pengolahan, Q = 0,212 m3/s

    Jumlah bak, n = 2

    Jumlah kompartemen tiap bak = 2

    Tebal sekat, t = 10 cm

    Gradien Kecepatan dan waktu detensi, G & td :

    Kompartemen G (detik-

    ) td(detik) G x td

    I 55 480 26400

    II 30 720 21600

    G x td 48000

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    22/49

    Kapasitas tiap bak (q) adalah

    Kompartemen I

    Gradien kecepatan (G) = 55 /detik

    Waktu detensi (td) = 480 detik

    Volume kompartemen, V1:

    Direncanakan dimensi saluran :

    Lebar saluran, l1= 0,65 m

    Lebar bak, L = 6,5 m

    Jumlah saluran, n = 6

    Lebar belokan, w = 0,2 m

    Kedalaman bak (h) :

    Headloss (H1) :

    Kecepatan di belokan (Vb) :

    Kehilangan tekanan di belokan (Hb) :

    Kehilangan tekan pada saat lurus (HL) :

    Kecepatan pada saat lurus (VL) :

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    23/49

    ( ) ( )

    (

    )

    ( )

    Kompartemen II

    Gradien kecepatan (G) = 30 /detik

    Waktu detensi (td) = 720 detik

    Volume kompartemen, V2:

    Direncanakan dimensi saluran :

    Kedalaman bak (h) = 2 m

    Lebar bak, L = 6,5 m

    Jumlah saluran, n = 7

    Lebar belokan, w = 0,3 m

    Lebar saluran (l2) :

    Headloss (H2) :

    Kecepatan di belokan (Vb) :

    Kehilangan tekanan di belokan (Hb) :

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    24/49

    Kehilangan tekan pada saat lurus (HL) :

    Kecepatan pada saat lurus (VL) :

    ( ) ( ) ( )

    ( )

    Volume kompartemen sebenarnya (V2) :

    Waktu detensi sebenarnya (td) :

    Kontrol Aliran

    Volume total (Vtot) :

    Waktu detensi total (tdtot) : Kehilangan tekan total (Htot) :

    G x td total, Gtdtot:

    Kedalaman air di akhir saluran (h) : Dimensi Bak Flokulasi

    Lebar bak, L = 6,5 m

    Lebar saluran pada kompartemen I, l1= 0,65 m

    Lebar saluran pada kompartemen II, l2= 0,84 m

    Lebar belokan pada kompartemen I, w1= 0,2 m

    Lebar belokan pada kompartemen II, w2= 0,3 m

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    25/49

    Tebal sekat, t = 0,1 m

    Kedalaman bak, h = 2 m

    Panjang, p :

    Freeboard =0,2 meter

    Pintu Air

    Pada inlet dipasang pintu air dengan kondisi :

    Lebar bukaan, Lp= 0,4 m

    Tinggi bukaan pintu air, hf= 0,2 m

    Kehilangan tekan melalui pintu air, hp:

    Saluran Outlet

    Saluran outlet pada bak flokulasi terbuat dari beton dengan nilai n = 0,013. Saluran ini

    terhubung

    langsung dengan saluran inlet dari unit sedimentasi. Direncanakan dimensi saluran :

    Panjang saluran, p = 7,5 m

    Kecepatan pada saluran outlet, Vout = 0,25 m/dtk

    Kedalaman air di saluran outlet, h :

    h = Kedalaman air di akhir flokulasi = 1,8 m

    Freeboard= 0,2 m

    Lebar saluran outlet, L :

    Kecepatan sebenarnya di saluran (Vout) :

    Jari-jari hidrolis (R) :

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    26/49

    Kemiringan saluran (S) :

    Kehilangan tekan di saluran outlet (HL) :

    V.6 Sedimentasi

    Zona Pengendapan

    Data Perencanaan :Debit Q = 0,212 m /s

    Jumlah bak sedimentasi n = 3 (1 cadangan)

    Lebar bak sedimentasi L = 2,5 m

    Kedalaman zona pengendapan H = 1,5 m

    Jarak tegak lurus antar plate settler w = 50 mm

    Kemiringan plate settler = 60

    Efisiensi penyisihan partikel flok = 95%

    Performance bak sangat baik n = 1/8

    Kecepatan pengendapan flok alum Vs = 0,02 cm/s = 2 x 10- m/s

    Perhitungan :

    Direncanakan jumlah bak yang digunakan adalah 2 buah dan setiap bak berasal dari

    satu unit flokulasi. Kapasitas pengolahan, q :

    q = smmQ

    /106.02

    det/212.0

    2

    33

    Beban permukaan dari bak, vs:

    n

    SAQnv

    yy

    1

    0 /11

    84

    /

    102()8/1(1195.0

    SAQ

    Vs= q/As= 1.65 x 10-4m3/m2.s = 1.65 x 10-4m/s

    Panjang zona pengendapan

    p = AC = mwH

    76.1

    60tan

    05.0

    60sin

    5.1

    tansin

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    27/49

    Tinggi pengendapan

    z = CD = mw

    1.060cos

    5.1

    cos

    Waktu detensi

    td = sVs

    z60

    10x1,65

    15.04- OK

    Kecepatan horizontal dalam plate, Vo :

    Vo = smxvw

    Hs /1065,1

    60sin

    1

    60tan05.0

    5.1

    sin

    1

    tan

    4

    = 2.91 x 10-3m/s = 0.17 m/menit < 0.9 m/menit OK

    Debit melalui plate, qp:

    qp= Vo x w x L = 6.91 x 10-3m/det x 0.05 m x 2 m = 6.91 x 10-4m3/det

    Panjang plate

    p = AC = mH

    73.160sin

    5.1

    sin

    Jumlah plate yang diperlukan, n :

    n = buahm

    m

    q

    q

    p

    116~78.115det/1091.6

    det/08.034

    3

    Panjang zona plate settler

    Pz = ((n-1) x mxpw

    7.17)60cos73.1()60sin

    05.0)1292(()cos()

    sin

    Panjang zona pengendapan tanpa plate settler

    Pi = (1/3) x Pz = (1/3) x 17.7 = 5.9 m

    Pnajnag total zona pengendapan

    Pt = Pz + Pi = 17.7 + 5.9 = 23.6 m ~ 24 m

    Jarak muka air dengan platehl = h saluran + h air di atasnya + 10 cm = 70 + 1.5 + 10 = 81.5 cm

    Jarak antar plate dengan dasar zona pengendapan

    hp = 1 m

    Kedalaman total bak

    Htotal = hp + H + hl = 1 + 1.5 + 0.815 = 3.32 m

    Dimensi bak sedimentasi

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    28/49

    Kontrol Aliran

    Jari-jari hidrolis, R :

    R = mmw

    025.02

    05.0

    2

    Bilangan Reynolds, NRE:

    NRE= 81/10975.8

    025.0/1091.227

    3

    sm

    msmRv

    OK

    Bilangan Froude, NFR:

    NFR=5

    2

    232

    1045.3025.0/81.9

    )/1091.2(

    msm

    sm

    gR

    Vo OK

    Zona InletData Perencanaan :

    Kedalaman saluran inlet H = 0.5 m

    Kecepatan aliran Vh = 0,2 m/s

    Koefisien saluran beton n = 0,013

    Panjang saluran = Lebar bak

    sedimentasi

    L = 2,5 m

    Diameter bukaan orifice or= 0,2 m

    Jarak antar pusat bukaan orifice wor= 0,3 m

    Perhitungan :

    Luas penampang saluran, Across:

    Across=2

    3

    53.0/2.0

    /106.0m

    sm

    sm

    v

    q

    Lebar saluran, w :

    w = mmm

    m

    h

    Across 1~06.15.0

    53.0 2

    Kecepatan sebenarnya di saluran, Vh :

    Lebar, L = 2.5 m

    Panjang, P = 24 m

    Kedalaman, H = 3.32 m

    Freeboard, fb = 0.6 m

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    29/49

    Vh = smmm

    sm

    hw

    q/212.0

    15.0

    /106.0 3

    Jari-jari hidrolis, R :

    R = mmm

    mmhw

    wh 25.0)5.02(1

    5.012

    Kemiringan saluran, S :

    S =5

    2

    32

    2

    32 1082.4)25.0(

    det/212.0013.0*

    m

    m

    R

    Vhn

    Kehilangan tekan, HL:

    HL= S x p = 1.71 x 10-5x 0.5 m = 8.565 x 10-6m = 8.565 x 10-4cm

    NRe = 5905310975.8

    25.0*212.0*7 xv

    RVh

    NFr = 016.025.081.9

    25.0212.02

    x

    x

    gR

    Vh

    HL= S x L = 4.82 x 10-5x 2.5 = 12.05 x 10-5m

    Orifice

    Jumlah orifice tiap bak

    Debit tiap orifice

    Luas penampang orifice

    Kecepatan aliran pada orifice

    Kehilangan tekan pada orifice

    Bilangan Reynolds

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    30/49

    Bilangan Froude

    Zona Outlet

    Data Perencanaan :

    Pelimpah Mercu tajam

    Beban pelimpah Wl = 12 m3/m.jam = 0,0033 m3/m.s

    Perhitungan :

    Panjang pelimpah total yang dibutuhkan, Pptot

    Panjang pelimpah = panjang total plate secara mendatar, Pp

    Jumlah pelimpah, n

    Beban pelimpah sebenarnya, W1

    Tinggi muka air di atas pelimpah

    Panjang saluran pelimpah, Psal = 16,8 m

    Lebar saluran pelimpah direncanakan, Lp = 0,2 m

    Jumlah saluran pelimpah, ns

    Debit saluran pelimpah, qs

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    31/49

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    32/49

    Lebar L = 2,5 m

    Kedalaman h = 1,5 m

    Bentuk Limas terpancung

    Kedalaman pancungan hp = 0,5 m

    Perhitungan :

    Volume limas, V :

    V = 344.17)5.15.295.133

    1()

    3

    1( mmmmpLh

    Berat lumpur kering yang dihasilkan, m lk:

    mlk = (Dosis alum x 2.2) + (Kekeruhan x 0.36 x 8.34)

    = (25 mg/L x 2.2) + (113x 0.36 x 8.34)

    = 310.18 lb/106gallon air = 47.3 mg/L air

    Massa jenis lumpur kering, lk= 2200 kg/m3

    Kadar air dalam lumpur, Cw= 98 %

    Berat lumpur, ml:

    ml= airLmgairLmg

    C

    m

    lk

    lk ./236502.0

    ./3.47

    Massa jenis lumpur, l

    410914.97.997

    98.0

    2200

    02.01 xCC

    w

    w

    lk

    lk

    l

    l = 1008.73 kg/m3

    Volume lumpur, Vl:

    Vl= airLmmkg

    airLmgm

    l

    l ./10344.2/73.1008

    ./102365 363

    6

    Debit lumpur, ql:

    ql= Q x Vl= 106 L/s x 2.344 x 10-6m3/L.air = 2.5 x 10-4m3/s = 0.9 m3/jam

    Periode pengurasan ruang lumpur, T

    T = (VL/q1) = 17.44 / 0.9 = 20 jam 24 jam

    Pipa Drain Lumpur

    Pipa drain lumpur yang digunakan merupakan pipa dengan ukuran yang sama dengan

    pipa drain lumpur dari prasedimentasi.

    Jarak antara katup penguras dan kolam lumpur = 25 m.

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    33/49

    Waktu penguras lumpur, t = 10 menit.

    Diameter pipa penguras, d = 8 inch = 20.32 cm.

    Volume lumpur yang dikeluarkan untuk setiap pengurasan, Vp:

    Vp= T x q1 = 24 jam x 0.9 m3/jam = 21.6 m3

    Debit pengurasan lumpur, Q :

    Q = sms

    m

    t

    Vp/036.0

    600

    6.21 33

    Luas penampang pipa, A :

    A = 0.25 d2= 0.25 x x (0.2032 m)2= 0.03243 m2

    Kecepatan aliran lumpur dalam pipa, V :

    V = smm

    sm

    AQ /1.1

    03243.0

    /036.02

    3

    Kemiringan pipa, S :

    S =

    009.02032.01102785.0

    /036.0

    2785.0

    54.01

    63.2

    354.01

    63.2

    sm

    Cd

    Q

    Kehilangan tekan saat pengurasan, HL:

    HL= S x L = 0.009 x 25 m = 0.225 m

    Sludge Drying Bed

    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 = 8

    Karakteristik tanah dan

    kerikil

    Perhitungan :

    Jumlah lumpur dari unit sedimentasi

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    34/49

    Jumlah lumpur per bak

    Luas permukaan bak

    Panjang bed, p = 15 m

    Lebar bed

    Kapasitas bak sebenarnya

    Kedalaman media tanah dan kerikil = 45 cmFreeboard = 20 cm

    V.7 Filtrasi

    Dimensi Unit Filtrasi

    Kapasitas pengolahan, Q = 0.212 m3/det = 4.83 MGD

    Jumlah bak filtrasi, N :

    N = 1.2Q0.5= 1.2 x (4.83 MGD)0.5= 2.64 ~ 2 buah (bisa 3 buah, tapi dipilih 2 buah

    karena masih memenuhi kriteria design media penyaring)

    Kapasitas tiap bak, q :

    q = smsm

    N

    Q/106.0

    2

    /212.0 33

    Direncanakan kecepatan filtrasi, vf= 180 m3/jam-m2x 10-3m/s

    Luas permukaan bak, Abak:

    Abak=

    23

    5086400180

    /106.0

    mx

    sm

    v

    q

    f

    Dimensi bak adalah :

    P : l = 2 : 1

    Abak= p x l = 2l2

    l = (Abak/2)0.5= (50/2)0.5= 5 m

    p = 2l = 2 x 5 = 10 m

    Kecepatan filtrasi sebenarnya, vf:

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    35/49

    vf= det/102510

    04.0 33

    mmm

    m

    A

    Q

    bed

    Sistem UnderdrainData Perencanaan :

    Luas orifice : Luas media 3 x 10- : 1

    Luas lateral : Luas orifice 2 :1

    Luas manifold : Luas lateral 1,5 : 1

    Diameter orifice 0.5 inchi = 0.127 m

    Jarak antar pusat lateral

    terdekat

    5 inchi

    Sistem underdrain terdiri dari orifice, lateral dan manifold.

    Orifice

    Luas orifice, Aor:

    Aor= 0.25d2= 0.25 x (0.0127 m)2= 1.27 x 10-4m2

    Luas total orifice, Aotot:

    Aortot: Abak = 3 x 10-3: 1

    Aortot = 3 x 10

    -3

    x 50 m = 0.15 m

    2

    Jumlah orifice, no:

    nor= 118110275.1

    15.02

    2

    4

    mx

    m

    A

    A

    or

    ortot

    Lateral

    Jumlah lateral tiap filter, nl:

    nl= buahxm

    mxjl

    Pbed 1572127.0102

    Luas total lateral, Altot:

    Altot= 2Aortot= 2 x 0.15 m2= 0.3 m2

    Luas lateral, Al:

    Al= 23

    2

    109.1157

    3.0mx

    m

    n

    A

    l

    ltot

    Diameter lateral, dl:

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    36/49

    dl= inchimmxAl 8.1~049.0

    109.1445.0

    235.0

    Jumlah orifice di setiap lateral

    nol = buah7~522.71571181

    Manifold

    Luas total manifold, Amtot:

    Amtot= 1.5Altot= 1.5 x 0.3 m2= 0.45 m2

    Diameter manifold, dm:

    dm= inchmmAl 30~757.045.044

    5.025.0

    Panjang tiap lateral

    pl= mmdbakLebar m 2~1.2

    2

    762.05

    2

    Jarak tiap orifice

    jor = inchimm

    orificeJumlah

    lateralPjg11~286.0

    7

    2

    Cek

    Jumlah orifice total sebenarnya

    nor = nolx nl= 7 x 157 = 1099 buah

    Luas orifice total sebenarnya

    Aortot= nor x Aor= 1099 x 1.27 x 10-4m2= 0.14 m2

    Luas orifice : Luas media = Aortot : Abak= 0.14 : 50 = 2.8 x 10-3: 1

    Luas lateral total sebenarnya

    Altot= nl x Al= 157 x 0.25 (0.046)2= 0.26 m2

    Luas lateral : Luas orifice = Altot: Aortot= 0.26 : 0.14 = 1.86 : 1

    Luas manifold : Luas lateral = Am : Atot= 0.456 : 0.26 = 1.7 : 1

    Kehilangan Tekan Saat Permulaan Filtrasi

    1. Media Pasir

    Diameter (mm) di(mm) Xi(%) Xi/di (mm- )

    0.270.370.370.65

    0.320.43

    8.3433.39

    0.831.84

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    37/49

    0.490.65 0.56 58.27 1.83

    4.51

    Hp =

    2i

    i

    2

    3

    2

    f

    d

    L6)1(v

    g

    k

    = ))/(101051.42.0(82.0

    6

    42.0

    )42.01(

    81.9

    10975.810.25 336622

    3

    273

    mmmxxmmxxxxx

    = 0.187 m

    2. Media Antrasit

    Diameter (mm) di(cm) Xi(%) Xi/di (mm- )

    0.971.241.241.57

    1.571.87

    1.101.40

    1.71

    18.0833.41

    48.51

    0.150.17

    0.17

    0.49

    Ha =

    2

    2

    3

    26)1(

    i

    i

    fd

    Lv

    g

    k

    = ))/(101049.06.0(72.0

    6

    42.0

    )42.01(

    81.9

    10975.810.25 336622

    3

    273

    mmmxxmmxxxxx

    = 0.085 m

    3. Media Kerikil

    Diameter (mm) di(cm) Xi(%) Xi/di (mm- )

    2.54

    12.70

    22.86

    33.02

    43.18

    12.19

    18.35

    10.73

    7.62

    5.91

    29.45

    44.32

    25.93

    18.40

    14.27

    0.04564

    0.00275

    0.0005

    0.00017

    0.00008

    0.04913

    Hk =

    2i

    i

    2

    3

    2

    fd

    L6)1(v

    g

    k

    = ))/(10100491.055.0(92.0

    6

    42.0

    )4.01(

    81.9

    10975.810.25 336622

    3

    273

    mmmxxmmxxxxx

    = 0.01 m

    Orifice

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    38/49

    Debit melalui orifice, qo:

    qo= det/1065.91099

    det/106.0 353

    mm

    n

    q

    o

    Kehilangan tekan melalui orifice, Ho:

    Ho= mx

    mx

    gxA

    qk

    r

    or 07.0)1027.1(81.92

    det)/1065.9(4.2

    2 24

    25

    2

    0

    2

    Lateral

    Diameter lateral, dl= 1.8 inch = 0.046 m

    Panjang lateral, pl= 2 m

    Debit melalui lateral, ql:

    ql= det/1075.6157

    106.0 34 mn

    q

    l

    Kecepatan melalui lateral, vl:

    vl= det/4.0)046.0(25.0

    det/1075.622

    34

    mm

    m

    A

    q

    l

    l

    Kehilangan tekan melalui lateral, Hl:

    l= mm

    mm

    mgv

    dLf l

    l

    l 32

    22

    103det/81.92

    det)/4.0(046.02026.0

    31

    231

    Manifold

    Diameter manifold, dm= 30 inch = 0.762 m

    Panjang manifold, pm= 10 cm

    Debit melalui manifold, qm= 0.106 m3/det

    Kecepatan melalui manifold, vm:

    Vm= det/23.0)762.0(25.0

    106.022

    mmA

    q

    m

    m

    Kehilangan tekan melalui manifold, Hm:

    Hm= mm

    m

    m

    m

    g

    v

    d

    Lf ml

    m

    m 4

    2

    22

    1006.3det/81.92

    det)/23.0(

    762.0

    10026.0

    3

    1

    23

    1

    Total kehilangan tekan, H :

    H = Hp+ Ha+ Hk+ Ho+ Hl+ Hm

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    39/49

    = 0.187 + 0.085 + 0.01 + 0.003 + 0.003 + 41006.3

    = 0.288 m

    Ketinggian air maks, Hmaks = 1 mKetinggian Bak Filtrasi

    Tinggi bak filtrasi, H :

    H = Hp+ Ha+ Hk + H + Hmaks = 0.2 + 0.6 + 0.55 + 0.288 + 1 = 2.638 m

    Freeboard = 20 cm

    Sistem Inlet

    Sistem inlet terdiri dari saluran inlet dan zone inlet.

    Saluran Inlet

    Data Perencanaan :

    Kecepatan pengaliran v = 1.8 m/s

    Debit Q = 0,106 m3/s

    Panjang pipa terjauh

    direncanakan

    L = 15 m

    Perhitungan :

    Luas penampang pipa, A :

    A =2

    06.08.1

    106.0m

    v

    q

    Diameter pipa, d :

    d = mmA

    27.006.044

    2

    diameter pasaran = 12 inchi = 0.3048 m

    Kecepatan aliran yang sebenarnya, v :

    v = det/45.1)3048.0(25.0

    106.02

    mmA

    q

    Aksesoris pipa yang digunakan adalah :

    Aksesoris Jumlah k V (m/s) Hminor (m)

    Elbow 90 - 12 3 0.3 1.45 0.096

    Gate valve12 1 0.2 1.45 0.021

    H minor 0.117

    Kehilangan tekan akibat pipa inlet, Hmayor :

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    40/49

    Hmayor= mxx

    x

    xCxd

    QL135.0

    3048.01102785.0

    15106.0

    2785.0

    54.0/1

    63.2

    54.054.0/1

    63.2

    54.0

    Kehilangan tekan akibat aksesoris pipa, Hminor:

    Hminor= mmm

    gvk 117.0

    det/81.92det)/45.1()2.01()3.03(

    2 22

    Kehilangan tekan pada pipa inlet, H :

    H = Hmayor+ Hminor= 0.135 cm + 0.117 cm = 0.253 m

    Zona Inlet

    Zone inlet direncanakan memiliki dimensi sebagai berikut :

    Lebar zona inlet = lebar bak filtrasi, L = 5 mPanjang zona inlet, p = 0.5 m

    Kedalaman zona inlet, h = 1 m

    Sistem Outlet

    Data Perencanaan :

    Kecepatan pengaliran v = 1.8 m/s

    Debit Q = 0.106 m /s

    Panjang pipa terjauh direncanakan L = 10 m

    Perhitungan :

    Luas penampang pipa, A :

    A =2

    06.08.1

    106.0m

    v

    q

    Diameter pipa, d :

    d = mmA

    27.006.044

    2

    diameter pasaran = 12 inchi = 0.3048 m

    Kecepatan aliran yang sebenarnya, v :

    v = det/45.1)3048.0(25.0

    106.02

    mmA

    q

    Aksesoris pipa yang digunakan adalah :

    Aksesoris Jumlah k V (m/s) Hminor (m)

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    41/49

    Reducer 30 - 12 1 0.15 1.45 0.016

    Gate valve12 1 1.5 1.45 0.161

    H minor 0.177

    Kehilangan tekan akibat pipa inlet, Hmayor :

    Hmayor= mxx

    x

    xCxd

    QL09.0

    3048.01102785.0

    10106.0

    2785.0

    54.0/1

    63.2

    54.054.0/1

    63.2

    54.0

    Kehilangan tekan akibat aksesoris pipa, Hminor:

    Hminor= mg

    vk 177.02

    Kehilangan tekan pada pipa inlet, H :

    H = Hmayor+ Hminor= 0.09 + 0.177 = 0.267 m

    Sistem Pencucian

    Sistem pencucian filtrasi dilakukan dengan menggunakan backwash aliran ke atas.

    Data Perencanaan :

    Kecepatan backwash Vbw= 1000 m /hr-m = 0.0116 m/s

    Luas penampang filter Abak= 50 m

    Lama pencucian tbw= 7 menit = 420 menit

    Debit backwash qbw = Abak x Vbw = 50 x 0.0116 =0.58 m3/s

    Perhitungan :

    Keadaan Media Saat Terekspansi Akibat Backwash

    Kontrol ekspansi :

    2

    iws

    wb

    e

    3

    d

    6v

    g

    k

    1

    e

    Ekspansi hanya terjadi pada media filtrasi saja.

    Pasir

    Kondisi lapisan pada saat backwash :

    Diameter

    (mm) e

    3

    1

    e

    e1

    1

    di Li(m) Lie(m)

    0.270.37

    0.370.49

    0.490.65

    1.428

    0.787

    0.448

    3.69

    2.86

    2.36

    0.32

    0.43

    0.56

    0.42

    0.42

    0.42

    0.017

    0.067

    0.116

    0.036

    0.111

    0.1600.200 0.307

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    42/49

    Persentase tinggi ekspansi = %5.53%1002.0

    2.0307.0%100

    i

    iie

    L

    LL

    Antrasit

    Kondisi lapisan pada saat backwash :

    Diameter

    (mm) e

    3

    1

    e

    e1

    1

    di Li(m) Lie(m)

    0.971.24

    1.241.57

    1.571.87

    0.508

    0.314

    0.208

    2.45

    2.13

    1.91

    1.10

    1.40

    1.71

    0.42

    0.42

    0.42

    0.108

    0.200

    0.292

    0.154

    0.248

    0.322

    0.600 0.724

    Persentase tinggi ekspansi = %67.20%1006.0

    6.0724.0%100

    i

    iie

    L

    LL

    Kehilangan Tekan Akibat Backwash

    Pasir

    e:

    He =

    2

    3

    26)1(

    i

    ei

    e

    e

    b

    d

    Lv

    g

    k

    =

    2

    7

    82.0

    680919910975.80116.0

    81.9

    4

    xxxx

    = 0.18 m

    Antrasit

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    43/49

    He =

    2

    3

    26)1(

    i

    ei

    e

    e

    bd

    Lvg

    k

    =

    2

    7

    72.0

    617.56914110975.80116.0

    81.9

    4

    xxxx

    = 0.17 m

    Kerikil

    He =

    2

    2

    3

    26)1(

    i

    i

    ie

    e

    bd

    xL

    dv

    g

    k

    =6

    2

    2

    27 1004913.0548.0

    72.0

    6

    4.0

    )4.01(10975.80116.0

    81.9

    5xxxxxxx

    = 0.032 m

    Orifice

    Debit melalui orifice, qo:

    qo= det/103.51099

    58.0 34mn

    q

    o

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    44/49

    o:

    Ho= mmxx

    x

    gCA

    q

    or

    oo 46.2

    6.0det/81.921027.1

    103.5

    2 224

    4

    22

    2

    4. Lateral

    Diameter lateral, dl= 1.8 inch = 0.04572m

    Panjang lateral, pl= 2 m

    Debit melalui lateral, ql:

    ql= det/107.3157

    58.0 33mxn

    q

    l

    Kecepatan melalui lateral, vl:

    vl= det/25.2)04572.0(25.0

    107.322

    3

    mm

    x

    A

    q

    l

    l

    Kehilangan tekan melalui pipa lateral, H l:

    Hl= mg

    v

    d

    Lf l

    l

    l 1.081.92

    25.2

    04572.0

    2026.0

    3

    1

    23

    1 22

    ManifoldDiameter manifold, dm= 0.762 m

    Panjang manifold, pm= 10 cm

    Debit melalui manifold, qm= 0.58 m3/det

    Kecepatan melalui manifold, vm:

    vm= det/3.1)762.0(25.0

    58.022 m

    mA

    q

    m

    m

    Kehilangan tekan melalui manifold, Hm:

    Hm = mxg

    v

    d

    Lf l

    l

    l 322

    108.981.92

    3.1

    762.0

    10026.0

    3

    1

    23

    1

    Pipa Pencuci dari Menara Reservoar

    Data Perencanaan :

    Jarak antara menara reservoar dengan bak filter

    terjauh

    L = 30 m

    Pipa CIP C = 110

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    45/49

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    46/49

    Dasar gutter harus diletakkan di atas ekspansi maksimum pada saat pencucian. Hal ini

    dilakukan agar pasir pada media penyaring tidak ikut terbawa pada saat pencucian.

    Direncanakan jumlah gutter = 1 buah

    Debit backwash, qb= 0.58 m3/det

    Debit gutter, qg= 0. 5 m3/det

    Lebar gutter, L = 0.5 m

    Kedalaman air di gutter, h :

    h = mL

    qg89.0

    5.038.1

    58.0

    38.1

    3232

    Freeboard = 16 cmAir pencuci masuk ke gutter melalui pelimpah.

    Jumlah pelimpah yang digunakan = 4 buah

    Panjang pelimpah, p = 10 m.

    Total panjang pelimpah = 20 m.

    Beban pelimpah

    Wp = msmp

    q

    tot

    b ./03.02058.0 3

    Tinggi muka air di atas pelimpah, h :

    h = mftxx

    x

    L

    qb 062.02.0281.36.3333.3

    32.3541.0

    33.3

    3232

    Saluran Pembuangan

    Saluran pembuangan direncanakan berupa pipa.Kecepatan aliran pada saluran = 2 m/s

    Debit backwash, qb= 0.58 m3/s.

    Luas penampang pipa, Across:

    Across=2

    29.0det/2

    58.0m

    mv

    qb

    Diameter pipa pembuangan, d :

    d = minchmmA

    cross 6096.024~6076.029.044 2

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    47/49

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    48/49

    Data perencanaan :

    a. Jumlah pompa adalah 2 (1 operasional, 1 cadangan)

    b. Efisiensi pompa () = 0.85

    c. Head pompa tersedia (H) = 10 m

    d. Debit larutan kaporit (ql) = 0.3 m3/hari = 3.5 x 10-6m3/s

    Perhitungan :

    a. Massa jenis larutan (l)

    b. Daya pompa (P)

    ( ) (

    )

    Pompa yang akan digunakan memiliki motor dengan daya 80 Watt (Grunfos).

    V.9 Reservoir

    Data pemakaian air

    no waktu pemakaian/jam suplai/jam surplus defisit

    % % % %

    1 0-1 1 4.17 3.17

    2 1-2 1 4.17 3.17

    3 2-3 1.3 4.17 2.87

    4 3-4 1.2 4.17 2.97

    5 4-5 4 4.17 0.17

    6 5-6 5 4.17 0.83

    7 6-7 6.5 4.17 2.33

    8 7-8 6.6 4.17 2.43

    9 8-9 6 4.17 1.83

    10 9-10 5 4.17 0.83

  • 8/10/2019 BAB v - Perhitungan Dimensi Unit IPAM

    49/49

    11 10-11 5 4.17 0.83

    12 11-12 4.8 4.17 0.63

    13 12-13 5 4.17 0.83

    14 13-14 4.5 4.17 0.3315 14-15 4.5 4.17 0.33

    16 15-16 5 4.17 0.83

    17 16-17 6.4 4.17 2.23

    18 17-18 5.8 4.17 1.63

    19 18-19 5.4 4.17 1.23

    20 19-20 6.4 4.17 2.23

    21 20-21 3.5 4.17 0.6722 21-22 3.6 4.17 0.57

    23 22-23 1.5 4.17 2.67

    24 23-0 1 4.17 3.17

    Total 100 100 19.43 19.35

    Persentase volum reservoir, V%:

    Volume total reservoir, V:

    Volume masing-masing reservoir, Vr:

    Dimensi reservoir:

    a. Kedalaman reservoir, h = 5 m

    b. Luas permukaan reservoir, A:

    c. Panjang reservoir, p = 18 m