PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM (PBPAM) MENGGUNAKAN AIR BAKU SUNGAI BERANTAS SURABAYA PDF

Preview

Summary

LAPORAN Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum DOSEN : EUIS NURUL HIDAYAH, Ph.D ASISTEN DOSEN : EUIS NURUL HIDAYAH, Ph.D DISUSUN OLEH : HAFIDYA NORISTA P. 18034010037 AWALUDDIN ILMI 18034010060 EMERALDA RIEKE W. 18034010040 DINDA AYU L. 18034010062 PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK ...

Description

LAPORAN Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum

DOSEN : EUIS NURUL HIDAYAH, Ph.D

ASISTEN DOSEN : EUIS NURUL HIDAYAH, Ph.D

DISUSUN OLEH : HAFIDYA NORISTA P. EMERALDA RIEKE W.

18034010037 18034010040

AWALUDDIN ILMI DINDA AYU L.

18034010060 18034010062

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UPN “VETERAN” JAWA TIMUR

TUGAS PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM TAHUN AJARAN 2020/2021

KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa, atas berkat dan rahmat-Nya. Sehingga kami dapat menyelesaikan Laporan “Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum” dibuat dalam rangka mengaplikasikan ilmu yang telah diajarkan secara teori di perkuliahan tatap muka dengan dosen mata kuliah “Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum”. Kami mengucapkan terima kasih kepada: 1. Kedua Orang Tua dan Keluarga, yang telah memberikan dukungan moril, materil, do’a serta semangat. 2. Ibu Euis Nurul Hidayah, ST., MT., P.hD., selaku dosen pengajar mata kuliah “Perencanaan Bangunan Pengolahan Air MInum” atas segala ilmu yang telah diajarkan dan kesabarannya dalam mengajar kami. 3. Teman-teman satu kelompok yang telah bekerjasama dengan baik. 4. Teman-teman jurusan Teknik Lingkungan angkatan 2018, atas saling

memotivasi dan membantu untuk terus mengerjakan tugas ini. 5. Kakak tingkat jurusan Teknik Lingkungan atas segala bimbingan dan bantuannya dalam proses mengerjakan tugas ini. 6. Semua pihak yang telah membantu, namun tidak dapat disebutkan satu per satu. Demikian laporan ini kami susun, semoga bermanfaat bagi penyusun khususnya dan pembaca. Saran dan kritik yang membangun kami harapkan demi kesempurnaan laporan ini. Tuban, Juni 2021

Penyusun

ii

S-1 TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

TUGAS PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM TAHUN AJARAN 2020/2021

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ............................................................................................ ii DAFTAR ISI .......................................................................................................... iii DAFTAR TABEL ....................................................................................................v DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. vi BAB I .......................................................................................................................1 PENDAHULUAN ...................................................................................................1 1.1

Latar Belakang ..........................................................................................1

1.2

Maksud dan Tujuan ...................................................................................2

1.3

Ruang Lingkup ..........................................................................................3

BAB II ......................................................................................................................5 TINJAUAN PUSTAKA ..........................................................................................5 2.1

Sistem Pengolahan Air Minum .................................................................5

2.2

Unit Instalasi Pengolahan Air Minum .......................................................6 2.2.1

Bangunan Penyadap (Intake) .............................................................6

2.2.2

Prasedimentasi..................................................................................15

2.2.3

Koagulasi – Flokulasi .......................................................................20

2.2.4

Sedimentasi ......................................................................................29

2.2.5

Filtrasi ..............................................................................................34

2.2.6

Bangunan Pelengkap ........................................................................42

BAB III ..................................................................................................................48 DATA PERENCANAAN ......................................................................................48 3.1.

Data Karakteristik....................................................................................48

3.2.

Perhitungan ..............................................................................................50 3.1.1.

Intake ................................................................................................50

3.1.2.

Prasedimentasi..................................................................................59

3.1.3.

Aerasi ...............................................................................................71

iii

S-1 TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

TUGAS PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM TAHUN AJARAN 2020/2021

3.1.4.

Koagulasi & Flokulasi .....................................................................77

3.1.5.

Sedimentasi ......................................................................................91

3.1.6.

Filtrasi ............................................................................................103

3.1.7.

Desinfeksi .......................................................................................117

DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................................121 LAMPIRAN .........................................................................................................123

iv

S-1 TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

TUGAS PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM TAHUN AJARAN 2020/2021

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Ragam Weir Loading dari Berbagai Sumber .......................................19 Tabel 2. 2 Tipe-Tipe Impeler .................................................................................27 Tabel 2. 3 Nilai KT dan KL ..................................................................................27 Tabel 2. 4 Beberapa Jenis Koagulan dalam Praktek Pengolahan Air ...................28 Tabel 2. 5 Karakteristik Media Filter .....................................................................35 Tabel 2. 6 Perbandingan Filter Lambat dan Filter Cepat .......................................42 Tabel 3. 1 Karakteristik Air Baku ..........................................................................48

v

S-1 TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

TUGAS PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM TAHUN AJARAN 2020/2021

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Skema Pengolahan Air Minum (Tahir, 2013) .....................................6 Gambar 2. 2 Pembersihan Screen Secara Manual .................................................15 Gambar 2. 3 Pembersihan Screen Secara Mekanis ................................................15 Gambar 2. 4 Sketsa Perforated Baffle ...................................................................17 Gambar 2. 5 Contoh V-Notch .................................................................................19 Gambar 2. 6 Gambaran Proses Koagulasi – Flokulasi..........................................21 Gambar 2. 7 Pengadukan Cepat dengan Alat Pengaduk ......................................24 Gambar 2. 8 Pengadukan Cepat dengan Terjunan ................................................25 Gambar 2. 9 Pengadukan Cepat secara Pneumatis ...............................................25 Gambar 2. 10 Zona Pada Bak Sedimentasi ...........................................................30 Gambar 2. 11 Kolom Test Sedimentasi Tipe II ....................................................31 Gambar 2. 12 Grafik Isoremoval ...........................................................................31 Gambar 2. 13 Penentuan Kedalaman H1, H2 dan seterusnya...............................32 Gambar 2. 14 Lembar untuk Penggambaran Hasil Analisis Ayakan Pasir...........36 Gambar 2. 15 Typical Rapid Gravity Filter Flow Operation .................................38 Gambar 2. 16 Skema Filter Pasir Lambat .............................................................40 Gambar 3. 1 Performance curves for settling basins of varying effectiveness ......60 Gambar 3. 2 Aeration Nozzles................................................................................74 Gambar 3. 3 Spesifikasi Compressor .....................................................................76 Gambar 3. 4 Gambar Zona Pada Bak Sedimentasi ................................................91 Gambar 3. 5 Gambar Denah Bangunan Sedimentasi .............................................92

vi

S-1 TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

TUGAS PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM TAHUN AJARAN 2020/2021

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Air merupakan salah satu kebutuhan utama setiap makhluk hidup, terutama manusia. Salah satu kebutuhan manusia akan air yang paling penting untuk dipenuhi adalah air minum, dimana air minum merupakan air yang telah memenuhi syarat kesehatan sehingga dapat diminum secara langsung, baik melalui proses pengolahan ataupun tidak (Masduqi dan Assomadi, 2012). Air minum merupakan salah satu kebutuhan dasar yang sangat dibutuhkan

dalam

meningkatkan

kualitas

kehidupan

manusia

dan

pertumbuhan ekonomi. Sistem penyediaan air minum merupakan masalah penting bila dikaitkan dengan pemenuhan kebutuhan untuk keperluan hidup sehari-hari. Penyediaan air minum merupakan salah satu kebutuhan dasar dan sosial ekonomi masyarakat yang harus dipenuhi oleh pemerintah, baik itu Pemerintah Daerah maupun Pemerintah Pusat. Saat ini masalah penyediaan air bersih menjadi perhatian khusus bagi Negara maju maupun Negara yang sedang berkembang. Indonesia sebagai halnya pula Negara berkembang lainnya, tidak luput dari permasalahan penyediaan air bersih bagi masyarakatnya. Salah satu masalah pokok yang dihadapi adalah kurang tersedianya sumber air bersih, belum meratanya pelayanan penyediaan air bersih terutama daerah pedesaan dan sumber air bersih yang ada belum dimanfaatkan secara maksimal. Pada beberapa tempat di kota-kota besar, sumber air bersih yang dimanfaatkan telah tercemari oleh limbah industri dan limbah domestik, sehingga beban dalam segi pengelolaan air bersihnya semakin meningkat. Hal tersebut menjadi tantangan bagi kita semua untuk memperlakukan air agar diperoleh daya guna yang sebesar-besarnya dan menekan kerusakan pada

1

S-1 TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

TUGAS PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM TAHUN AJARAN 2020/2021

sumber daya air sekecil-kecilnya. Dengan demikian maka akan tercapai pemenuhan penyediaan air bersih yang memenuhi kualitas, kuantitas, dan harga yang tejangkau oleh masyarakat. Instalasi pengolahan air bersih sebagai infrastruktur kota sangat berperan dalam menunjang perkembangan kota. Kota modern membutuhkan sistem perencanaan air bersih yang baik, sehingga mampu memenuhi kebutuhan pertumbuhan penduduknya. Pengelolaan sistem penyediaan air bersih yang layak serta memenuhi kebutuhan masyarakat dan aktivitas perkotaan secara keseluruhan akan meningkatkan produktivitas kota dan meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Peningkatan kesejahteraan masyarakat berbanding lurus dengan ketersediaan air minum yang dilakukan oleh Pemerintah (Direktorat Cipta Karya, 2010). Pelaksanaan bangunan pengolahan air minum pada setiap Kabupaten/Kota diperlukan adanya Rencana Induk Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum (RISPAM) sebagai pedoman yang dapat mempermudah Pemerintah Kabupaten/Kota untuk menentukan program pembangunan tahunan di bidang air minum serta mempermudah Pemerintah Pusat dalam menentukan program bantuan di bidang air minum untuk Kabupaten/Kota sesuai dengan kebutuhan. 1.2 Maksud dan Tujuan Maksud dari pelaksanaan tugas ini adalah agar mahasiswa mengetahui permasalahan yang ditimbulkan dan pemecahannya di lapangan pekerjaan pada umumnya dan mampu merencanakan suatu bangunan pengolahan air minum pada khususnya. Tujuan disusunnya tugas perencanaan bangunan pengolahan air minum adalah : 1. Mampu

memilih

proses

pengolahan air

minum

sesuai

karakteristik air baku.

2

S-1 TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

dengan

TUGAS PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM TAHUN AJARAN 2020/2021

2. Mampu menghasilkan konsep perhitungan kebutuhan produksi air minum dan perencanaan bangunan pengolahan air minum. 3. Mampu mendesain dan menghitung dimensi unit-unit bangunan pengolahan air dan bangunan pendukungnya yang sesuai dengan karakteristik air baku. 4. Mampu merencanakan pengembanan kapasitas instalasi pengolahan air minum. 5. Mampu membuat prosedur standar pengoperasian dan pemeliharaan bangunan pengolahan air minum. 1.3 Ruang Lingkup Dalam merencanakan unit-unit dalam bangunan pengolahan air minum, diperlukan pertahapan tertentu sebagai berikut: 1. Mendesain suatu Instalasi Pengolahan Air Minum (IPAM) sesuai tahapan-tahapan pembuatan suatu desain IPAM yang lazim. 2. Perencanaan

Bangunan

Pengolahan

Air

Minum

(PBPAM)

ini

berdasarkan pemilihan teknologi pengolahan air minum yang sangat dipengaruhi oleh kualitas air baku yang berasal dari Sungai Brantas,Surabaya di samping standar kualitas air minum yang ingin di capai. Untuk perencanaannya meliputi: 1) Rencana dasar terdiri dari: a. Kebutuhan air agar didapat kapasitas IPAM sehingga kebutuhan masyarakat dapat terpenuhi. b. Membangun instalasi air minum secara bertahap sesuai dengan meningkatnya penduduk. c. Analisis kualitas air baku, dengan mengetahui parameter-parameter dalam air bersih dan juga kegunaan tiap parameter. d. Alternatif dan pemilihan unit operasi dan unit PBPAM dengan menentukan jenis pengolahan yang tepat serta ekonomis.

3

S-1 TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

TUGAS PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM TAHUN AJARAN 2020/2021

2) Rencana detail terdiri dari maksud, tujuan, fungsi, kriteria perencanaan, perhitungan unit operasi dan unit PBPAM. 3) Rencana gambar desain meliputi tampak atas, potongan memanjang dan melintang, detail, dan 3 dimensi. 3. Dasar-dasar teori yang secara langsung mendukung perencanaan dan perhitungan harus diuraikan secara jelas tapi ringkas disertai dengan sumber pustaka. 4. Lokasi penempatan IPAM pada daerah relatif datar dengan luas 19,25 Ha. 5. Rancangan anggaran biaya perencanaan bangunan pengolahan air minum

4

S-1 TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

TUGAS PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM TAHUN AJARAN 2020/2021

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sistem Pengolahan Air Minum Pada umumnya Instalasi Pengolahan Air Minum merupakan suatu sistem yang mengkombinasikan proses koagulasi, flokulasi, sedimentasi, filtrasi, dan disinfeksi serta dilengkapi dengan pengontrolan proses juga instrumen pengukuran yang dibutuhkan (SNI 19-6774-2002). Instalasi ini harus didesain untuk menghasilkan air yang layak dikonsumsi masyarakat bagaimanapun kondisi cuaca dan lingkungan. Selain itu, sistem dan subsistem dalam instalasi yang akan didesain harus sederhana, efektif, dapat diandalkan, tahan lama, dan murah dalam pembiayaan (Kawamura (1991) dalam Saputri (2011). Tujuan dari sistem pengolahan air minum yaitu untuk mengolah sumber air baku menjadi air minum yang sesuai dengan standar kualitas, kuantitas, dan kontinuitas. Tingkat pengolahan air minum ini tergantung pada karakteristik sumber air baku yang digunakan. Sumber air baku berasal dari air permukaan dan air tanah. Air permukaan cenderung memiliki tingkat kekeruhan yang cukup tinggi dan adanya kemungkinan kontaminasi oleh mikroba yang lebih besar. Untuk pengolahan sumber air baku yang berasal dari air permukaan ini, unit filtrasi hampir selalu diperlukan. Sedangkan air tanah memiliki kecenderungan untuk tidak terkontaminasi dan adanya padatan tersuspensi yang lebih sedikit. Akan tetapi, gas terlarut yang ada pada air tanah ini harus dihilangkan, demikian juga kesadahannya (ion-ion kalsium dan magnesium). Eksplorasi air tanah secara besar-besaran sebagai sumber air baku tidak memungkinkan lagi karena selain air tanah dangkal telah banyak terpakai, pemakaian air tanah dalam akan membahayakan masyarakat sekitar.

5

S-1 TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

TUGAS PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM TAHUN AJARAN 2020/2021

Penggunaan air tanah dalam akan menimbulkan ruang kosong di dalam tanah. Ruang kosong ini akan sangat rentan terhadap goyangan lempeng bumi yang akan mengakibatkan kelongsoran. Dengan pertimbangan tersebut, eksplorasi air ditekankan pada peningkatan eksplorasi air permukaan dari sungaisungai yang ada. Secara umum, proses pengolahan air minum dengan sumber air baku yang berasal dari air permukaan dapat digambarkan sebagai berikut (SNI 19-67742002) :

Gambar 2. 1 Skema Pengolahan Air Minum (Tahir, 2013)

2.2 Unit Instalasi Pengolahan Air Minum 2.2.1 Bangunan Penyadap (Intake) I.

Gambaran Umum Intake Bangunan intake adalah suatu bangunan yang berfungsi sebagai penyadap atau penangkap air baku yang berasal dari sumbernya atau badan air seperti sungai, situ, danau dan kolam sesuai dengan debit yang di perlukan untuk pengolahan. Bangunan intake harus disesuaikan menurut konstruksi bangunan air, dan pada umumnya memiliki konstuksi beton bertulang (reinforced concrete) agar

6

S-1 TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

TUGAS PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM TAHUN AJARAN 2020/2021

memiliki ketahanan yang baik terhadap kemungkinan hanyut oleh arus sungai. Secara umum terdapat beberapa fungsi dari bangunan intake, diantaranya : o Mengumpulkan air dari sumber untuk menjaga kuantitas debit air yang di butuhkan oleh instalasi o Menyaring benda-benda kasar dengan menggunakan bar screen o Mengambil air baku sesuai debit yang diperlukan instalasi pengolahan yang di rencanakan demi menjaga kontinuitas penyediaan dan pengambilan air dari sumbernya. Kualitas air yang dimanfaatkan untuk pengolahan pada bangunan intake biasanya kurang baik namun secara kuantitas airnya cukup banyak. Dalam mementukan titik pengambilan air didasarkan pada variasi kualitas air permukaan dimana terdapat adanya variasi yang konstan (tidak berfluktuasi). Hal yang harus diperhatikan dalam prencanaan intake, yaitu : o Intake

sebaiknya

direncanakan

dan

ditempatkan

pada

tempat/sumber air yang memiliki aliran yang stabil dan tidak deras. Hal ini berguna agar tidak membahayakan bangunan intake tersebut o Bangunan intake harus kedap air o Tanah di sekitar Intake seharusnya cukup stabil dan tidak mudah terkena erosi o Intake seharusnya terletak jauh sebelum sumber kontaminasi o Inta...