Tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan PDF

Preview

Summary

Tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Air adalah salah satu kebutuhan vital bagi kelangsunga hidup manusia, hewan maupun tumbuhan yang ada di atas permukaan bumi ini. Sehingga segala sesuatu yang berhubungan dengan airtidak dapat diabaikan begitu saj...

Description

Tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan

BAB I PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang

Air adalah salah satu kebutuhan vital bagi kelangsunga hidup manusia, hewan maupun tumbuhan yang ada di atas permukaan bumi ini. Sehingga segala sesuatu yang berhubungan dengan airtidak dapat diabaikan begitu saja, mengingat semakin banyak penggunaan air didalam semua aktivitas kehidupan sehari-hari. Salah satu kebutuhan pokok manusia adalah air bersih. Disamping untuk kebutuhan air minum, air bersih diperlukan juga untuk keperluan rumah tangga seharihari misalnya mandi, mencuci, memasak dan lain sebagainya.Sudah barang tentu dengan adanya pemakain air untuk rumah tangga ini, perlu pula dipikirkan tentang pembuangan air bekas pemakaiannya. Air yang telah dipakai tersebut merupakan suatu air kotor dan harus dibuang, tetapi pembuangannya tidak boleh mengakibatkan pencemaran terhadap lingkungan. Pembuangan secara langsung ke dalam sungai tanpa ada pengolahan terlebih dahulu akan mengakibatkan tercemarnya air sungai tersebut. Hal ini dapat diatasi dengan meningkatkan sanitasi lingkungan sehingga tercipta kondisi lingkungan yang baik dan benar. Sebagai realisasi dari hal tersebut di atas perlu direncanakan suatu sistem pengolahan air buangan yang memadai. Dalam tugas ini objek studi yang diambil adalah kota Sumenep yang terletak di kabupaten Sumenep, propinsi Jawa Timur.

1.2.

Maksud dan Tujuan

Maksud dari sistem bangunan pengolahan air buangan ini adalah sebagai suatu fasilitas yang membantu mengolah air buangan sedemikian rupa, sehingga dapat mengurangi kadar zat atau konstituent tertentu yang terkandung di dalam air

Sony Wahyudi

Teknik Lingkungan – ITS Surabaya

1

Tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan

buangan sampai batas yang disyaratkan dan tidak menimbulkan gangguan terhadap lingkungan hidup manusia serta kehidupan di dalam badan air penerima. Pada umumnya di dalam air buangan banyak terdapat jenis bakteri khususnya bakteri patogen yang seringkali menyebabkan penyebaran berbagai macam penyakit. Dan terutama pengaruhnya terhadap pengurangan oksigen di dalam air akibat proses biokimia yang terjadi karena kehadiran zat-zat tertentu di dalam air buangan. Secara garis besar dapat dikatakan bahwa tujuan utama dari perencanaan bangunan pengolahan air buangan ini adalah : •

Menentukan jenis pengolahan air buangan yang sesuai dengan data kualitas

•

kandungan air buangan yang dihasilkan.

•

pengolahan.

•

organikmaupun anorganik yang dikehendaki.

Merencanakan bangunan pengolah air buangan, termasuk diagram alir proses

Menentukan

kualitas

dan

kuantitas

penghilangan

kandungan

bahan

Menentukan kehilangan tekanan yeng terjadi sehingga dapat diketahui tinggi muka air yang dikehendaki pada tiap unit serta dideskripsikan profil hidrolisnya.

1.3.

Ruang Lingkup

Ruang Lingkup dalam tugas perencanaan ini dititikberatkan pada pembuatan konsep-konsep dasar perhitungan disain yang meliputi : •

Primary Treatment :

Ü Pompa Non Clogging / Srew Pump Ü Screening

•

Ü Grit Chamber Secondary Treatment :

•

Pengolahan secara biologis secara aerobik maupun anaerobik.

•

Lay Out, profil hidrolis, gambar-gambar disain.

•

Sludge Treatment dan Disposal.

Bill Of Quantity dan Rencana Anggaran Biaya.

Sony Wahyudi

Teknik Lingkungan – ITS Surabaya

2

Tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan

BAB II DASAR TEORI

2.1.

Identifikasi Air Buangan

Air buangan biasa dinamakan air limbah atau sludge bahan buangan dari suatu lingkungan masyrakat dimana terdapat kontaminan di dalamnya yang merupakan substansi organik dan anorganikoriginal. Air buangan ini berasal dari sumber domestik, industri, air hujan atau infiltrasi ground water. Air limbah yang masih baru berupa cairan keruh dan berbau tanah tetapi tidak terlalu merangsang. Bahan buangan ini mengandung padatan terapung dan tersuspensi serta polutan dalam bentuk larutan. Selain tidak sedap dipandang, air buangan ini sangat berbahaya terutama karena jumlah organisme patogen yang dikandungnya. Karena itu air limbah perlu mendapat penanganan khusus dalam pengolahannya sebelum dikembalikan ke badan air. Adapun komposisi air limbah dapat dideskripsikan sebagai berikut :

Air Limbah

Air (99,9%)

Padatan (0,1%)

Zat Organik (70%)

Protein (65%)

Karbohidrat (25%)

Zat anorganik (30%)

Lemak (10%)

Bahan butiran

Garam

Logam

Gambar 2.1. Komposisi air limbah (Tebbut, 1970)

Sony Wahyudi

Teknik Lingkungan – ITS Surabaya

3

Tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan

Bahan buangan biasanya diolah dengan memasukkan oksigen di dalamnya sehingga bakteri dapat memanfaatkan bahan buangan ini sebagai makanan. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : bakteri Bahan buangan olahan + Bakteri

Bahan buangan baru + O2

Hal penting yang perlu diperhatikan untuk dijadikan acuan dalam disain operasi bangunan pengolah air buangan adalah : • •

Zat padat atau solid, terutama zat padat tersuspensi

•

Nutrien (nitrogen dan phosphor)

•

Material organik (biodegradable)

•

Patogen Mikropolutan, terutama logam berat, dissolved solid atau zat padat terlarut Dalam

air

buangan,

diasumsikan

telah

melewati

proses

penyaringan

(screening). Berdasarkan ukurannya, zat padat diklasifikasikan sebagai : Ü Zat padat tersuspensi (suspended solid) Ü Zat padat terlarut (dissolved solid) Ü Koloid

Pemisahan solid pada wastewater sering mengalami kesulitan , sehingga fraksi dissolved diturunkan dengan mekanisme tertentu. Parameter dalam air buangan : a) Konduktivitas Electrical Conductivity biasanya digunakan sebagai parameter kuantitas TDS (Total Dissolved solid) pada sampel. b) Temperatur Temperatur sangat berpengaruh terhadap kondisi air limbah, semakin tinggi temperatur maka kelarutan gas menurun, reaksi kimia meningkat

dan

pertumbuhan mikroorganisme berubah. Misalnya pada daerah tropis bakteri anaerobik tumbuh pada temperatur 20-25 OC, di luar range tersebut pertumbuhan mikroorganisme tersebut akan terganggu. c) Bau dan Warna

Sony Wahyudi

Teknik Lingkungan – ITS Surabaya

4

Tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan

Bau biasanya dihasilkan dari hidrolisis dan degradasi secara aerobik maupun anaerobik dari zat organik yang menghasilkan NH3. Bau dapat dikurangi dengan aerasi secara intensifseperti strpping dari senyawa volatile dan oksidasi dari senyawa biodegradable serta dapat juga dengan penutupan treatment plant. Warna merupakan hasil produk degradasi air buangan. Pemisahan warna sangat sulit dan perlu biaya tinggi. Bau dan warna ini adalah indikasi awal dari spesifik air limbah. Padatan dalam air limbah yang menduduki komposisi terbesar adalah material organik (70%). Komposisi material organik pada air limbah adalah sebagai berikut : Tabel 2.1. Komposisi material organik pada air limbah KATEGORI

KOMPOSISI

Karbohidrat

C, H, O

Lemak

C, H, O, N

Protein

C, H, O, N, S, P

Urea

C, H, O, N

Sebagai parameter material organik adalah : a) ThOD (Theoritical Oxygen Demand) Biasanya digunakan bila senyawa organiknya diketahui dan dapat dihitung bila persamaan reaksi diketahui. Karena air limbah komposisinya sangat kompleks di alam maka ThOD tidak dapat dihitung. Tetapi dalam praktiknya dapat digunakan COD. b) COD (Chemical Oxygen Demand) Jumlah kebutuhan oksigen yang diperlukan untuk oksidasi material organik, yang didapat dengan mengoksidasi limbah dengan larutan asam dikromat yang mendidih (Cr2O72-). Jumlah COD biasanya lebih besar dari BOD. c) BOD (Biochemical Oxygen Demand) Parameter ini menunjukkan kebutuhan oksigen untuk pengoksidasian limbah oleh bakteri. Limbah yang teroksidasi hanya limbah yang biodegradablr saja. Hubungan antara ketiga parameter tersebut adalah : ThOD > COD > BOD

Sony Wahyudi

Teknik Lingkungan – ITS Surabaya

5

Tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan

Melihat kandungan air limbah yang begitu kompleks dan dapat menimbulkan dampak yang buruk pada masyarakat, maka disain bangunan pengolah air buangan harus benar-benar menghasilkan efluen yang aman bagi lingkungan.

2.2.

Pengelolaan Air Limbah

Dalam Pengelolaan air limbah ada tiga aspek yang saling berhubungan, yaitu : 1) Pengumpulan Pengumpulan air limbah rumah tangga sebaiknya dilakukan dengan sistem pengaliran air dalam pipa sepenuhnya . Hal ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya kontaminasi dan mempermudah pengumpulan. 2) Pengolahan Pengolahan terutama dibutuhkan untuk membunuh mikroorganisme patogen yang ada di dalam air limbah dan untuk menjamin agar sesuai untuk setiap proses penggunaan ulang yang dipilih untuknya.Pengolahan air limbah adalah suatu kombinasi dari proses fisik, biologis, dan kimiawi. Kriteria penyelenggaraan sistem pengolahan air limbah adalah : a. Kesehatan Organisme patogen tidak boleh tersebar baik secara langsung maupun tidak langsung. Proses pengolahan memiliki derajat pengolahan yang tinggi. b. Penggunaan ulang Proses pengolahan harus memberikan hasil yang aman untuk penggunaan ulang (aquaculture dan pertanian). c. Ekologis Pembuangan air limbah ke dalam air permukaan tidak boleh melebihi kapasitas pembersihan diri dari badan air penerima. d. Gangguan Bau yang ditimbulkan harus berada di bawah ambang batas.

e. Kebudayaan

Sony Wahyudi

Teknik Lingkungan – ITS Surabaya

6

Tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan

Metoda yang dipilih untuk pengumpulan, pengolahan, dan penggunaan ulang harus sesuai dengan kebiasaan dan keadaan sosial setempat. f.

Biaya Diusahakan biaya yang dikeluarkan sehemat dan seefisien mungkin sehingga masyarakat yang memakai instalasi pengolahan dapat membayar.

3) Penggunaan Ulang Air Limbah Kelangkaan akan air yang umum terjadi di daerah tropis dan subtropis serta tingginya biaya untuk membangun sistem penyediaan air yang baru merupakan dua faktor utama yang mendorong bertambahnya kebutuhan untuk mengkonversi sumber-sumber air dengan penggunaan ulang efluen atau dengan reklamasi efluen untuk menghasilkan air yang dapat dipakai untuk distribusi, misalnya air pendingin. Penggunaan ulang air buangan segar maupun sudah terolah untuk irigasi telah dipakai secara meluas selama bertahun-tahun. Untuk masa sekarang, perhatian ditujukan pada aquaculture dan penggunaan ulang efluen untuk keperluan kota dan industri.

Sony Wahyudi

Teknik Lingkungan – ITS Surabaya

7

Tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan

BAB III DASAR-DASAR PERENCANAAN

3.1.

Jumlah Penduduk dan Kuantitas Air Buangan Dalam merencanakan bangunan pengolah air buangan ada beberapa dasar

perencanaan yang harus diperhatikan. Terutama mengenai kuantitas air buangan yang dipengaruhi oleh jumlah penduduk yang dilayani dan perlu dilakukan suatu prediksi jumlah penduduk sesuai dengan periode tahun perencanaan, yaitu dengan metoda proyeksi. Metoda proyeksi yang digunakan adalah metoda Geometri, dan data hasil proyeksi penduduk Kota Sumenep adalah sebagai berikut : Tabel 3.1. Hasil proyeksi penduduk Kota Sumenep Tahun 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Jumlah Penduduk 123194 123787 124417 125051 125687 126327 126970 127617 128266 128919 129576 130235 130899 131567 132236

Sumber : Hasil perhitungan

Sony Wahyudi

Teknik Lingkungan – ITS Surabaya

8

Tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan

Tabel 3.2. Proyeksi Fasilitas Umum Kota Sumenep No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

2001 2011 Fasilitas Jumlah Juml. Orang Fasilitas Jumlah Juml. Orang Masjid 15 200 Masjid 17 200 Gereja 3 30 Gereja 4 30 Sekolah 20 150 Sekolah 24 150 Rumah Sakit 2 250 Rumah Sakit 3 250 Puskesmas 6 30 Puskesmas 7 30 Toko 124 40 Toko 143 40 Pasar 4 50 Pasar 5 50 Kantor 28 100 Kantor 33 100 Terminal 1 150 Terminal 2 150 Industri 4 200 Industri 6 200

Sumber : Hasil perhitungan

Kuantitas air buangan untuk suatu daerah terutama ditentukan oleh jumlah penduduk, tingkat hidup, iklim dan kegiatan sehari-hari. Untuk keperluan rumah tangga jumlah ini dipengaruhi jumlah pemakaian air untuk mandi, mencuci, memasak dan keperluan minum tiap orang perhari. Disamping itu adanya kegiatan lain seperti kegiatan perdagangan, perkantoran, industri dan lain sebagainya, maka jumlah kuantitas air buangan ini akan semakin meningkat. Dari data Sistem Penyaluran Air Buangan (SPAB) Kota Sumenep diperoleh data kuantitas air buangan sebagai berikut :

Tabel 3.3. Pembagian blok pelayanan BLOK

DESA

%

Blok I Blok II

Kebonagung Pamolokan Karangduak Pamolokan Bungkal Pandean Kebonagung Babalan Batuan Pandean Babalan Gedugan Babalan Gedugan

85 55 100 35 90 20 15 10 20 80 35 10 55 70

Blok III Blok IV

Blok V

Blok VI

Sony Wahyudi

Jumlah Penduduk 5446 5295 9646 3369 5774 1747 961 690 1481 6988 2415 559 3795 3914

Teknik Lingkungan – ITS Surabaya

9

Tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan

Blok VII

Kolor Gedugan Pangerangan Kepanjen Pejagalan Pamolokan Bungkal Kolor Pabean Pangerangan Kacongan Pabean Bungkal Kacongan Marega daya Batuan

Blok VIII

Blok IX Blok X Blok XI

Blok XII Bab XIII

40 20 70 100 100 10 5 60 70 30 50 30 5 50 100 80

4061 1118 6137 9255 9422 963 321 6091 8220 2630 3108 3523 321 3108 6479 5925

Sumber : Hasil perhitungan

Tabel 3.4. Pembagian fasilitas umum tiap blok pelayanan No Fasilitas 1 Masjid 2 Gereja 3 Sekolah Rumah 4 Sakit Puskesma 5 s 6 Toko 7 Pasar 8 Kantor 9 Terminal 10 Industri

I 1 1

II 2 1 3

III 1 1

IV 2 1 3

V 3 1 4

Blok VI VII VIII 1 1 1 1 2 2

-

1

-

-

1

-

-

-

6 2 1

1 18 1 5 -

7 1 1

1 1 16 21 1 1 4 5 - 1 -

6 2 1

1 10 2 -

9 1 2 -

IX X XI XII XIII Total Unit 1 1 1 1 1 17 1 - 4 1 2 1 2 1 24 -

-

-

1

-

3

1 - 1 1 14 9 10 12 - - 1 2 2 2 3 - - 1 - 1 -

5 1 1

7 143 5 33 2 5

Sumber : Hasil perhitungan

Untuk perencanaan ini, debit air buangan yang dihasilkan diasumsikan sebesar 70% dari debit air bersih yang digunakan. Debit air bersih yang digunakan untuk keperluan diperkirakan sebesar 150 lt/org/hari. Sedangkan untuk keperluan non domestik yaitu:

Sony Wahyudi

Teknik Lingkungan – ITS Surabaya

10

Tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan

Tabel 3.5. Asumsi pemakaian air bersih non domestik Jenis Fasilitas

Debit (l/org/hari)

Masjid Gereja Rumah Sakit Sekolah Puskesmas Toko Kantor Pasar Terminal Industri

30 15 200 20 25 25 30 40 20 350

Asumsi Jumlah Pemakai (org/unit) 200 30 150 250 30 40 50 100 150 200

Dan untuk tiap-tiap blok, kebutuhan air bersihnya untuk konsumsi domestik dibedakan menjadi: 1.

Sambungan

Rumah

(SR),

dimana

jumlah

penduduk

yang

dilayani

diasumsikan 80% dari jumlah penduduk total blok tersebut. Dan kebutuhan air untuk sambungan rumah adalah sebesar 150 lt/org/hari. 2.

Kran Umum (KU), diasumsikan yang dilayani adalah 20% dari jumlah penduduk blok itu. Dan kebutuhan airnya adalah 30 lt/org/hari.

Dan pada tahun 2011 jumlah penduduk yang dapat dilayani oleh PDAM diasumsikan 80%. Kemudian dari data-data dan ketentuan yang telah disebutkan, maka dapat dilakukan perhitungan debit air buangan.

A. Konsumsi Domestik

Contoh perhitungan untuk Blok I • •

Jumlah penduduk : 5446 jiwa

•

Sambungan rumah : 80%;keb. airnya 150 lt/org/hari

•

% penduduk terlayani : 80%

Kran umum : 20% ; keb. Airnya 30 lt/org/hari

Sony Wahyudi

Teknik Lingkungan – ITS Surabaya

11

Tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan

Perhitungannya: 1. Sambungan Rumah (SR) Q air bersih = 80% x JmPend. X 80% x 150 lt/org/hari = 80% x 5446 x 80% x 150 lt/org/hari = 522816 lt/hari = 6 lt/dt Q air buangan = 70% x Q air bersih = 70% x 6 lt/dt = 4.2 lt/dt

2. Kran Umum (KU) Q air bersih = 80% x JmPend. X 80% x Keb. Air = 80% x 5446 x 80% x 30 lt/org/hari = 26141 lt/hari = 0.3 lt/dt Q air buangan = 70% x 0.3 lt/dt = 0.21 lt/dt

3. Kebutuhan air domestik Q domestik = Q sambungan rumah + Q kran umum = 522816 + 26141 = 54897 lt/hari = 6 lt/detik Q air buangan domestik = 70% x 6 lt/dt = 4.2 lt/dt

Dan untuk perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada tabel sebagai berikut:

Sony Wahyudi

Teknik Lingkungan – ITS Surabaya

12

Tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan

Tabel 3.6. Keb. Air domestik dan buangan BLOK I II III IV V VI VII VIII IX X

JUMLAH PENDDK 5446 14941 9143 4879 9962 7709 5179 26098 6091 8220

XI XII XIII

9582 9587 5925 Q ku ( l/dt ) 0.30 0.82 0.51 0.27 0.55 0.42 0.28 1.45 0.34 0.46

80 80 80 80 80 80 80 80 80 80

JML PDDK TERLAYANI 4357 11803 7314 3903 7970 6090 4040 20878 4873 6576

Q sr ( l/dt ) 6.05 16.39 10.16 5.42 11.07 8.46 5.61 29.00 6.77 9.13

Qsr buangan ( l/dt ) 4.24 11.48 7.11 3.79 7.75 5.92 3.93 20.30 4.74 6.39

80 80 80

7570 7574 4740

10.51 10.52 6.58

7.36 7.36 4.61

%

Q ku buangan ( l/dt ) 0.21 0.57 0.36 0.19 0.39 0.30 0.20 1.01 0.24 0.32

Q dom ( l/dt ) 6 17 11 6 12 9 6 30 7 10

Q dom buangan ( l/dt ) 4.2 12.05 7.47 3.98 8.14 6.22 4.12 21.31 4.97 6.71

0.37 0.37 0.23

11 11 7

7.73 7.73 4.84

0.53 0.53 0.33 Sumber : Hasil perhitungan

B. Konsumsi Non Domestik Contoh perhitungan untuk Blok I Q non domestik = Σ unit X Debit X Asumsi jml pemakai Q masjid = 1 x 30 200

= 6000 lt/hari

Q sekolah = 1 x 20 x 250 = 10000 lt/hari Sony Wahyudi

Teknik Lingkungan – ITS Surabaya

13

Tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan

Q toko

= 6 x 25 x 40 = 6000 lt/hari

Q kantor = 2 x 30 x 50 = 7000 lt/hari Q industri = 1 x 350 x 200 = 70000 lt/hari

Total keseluruhan adalah 90000 lt/hari = 1.042 l/dtk

Q buangan non domestik = 1.042 x 70% = 0.729 lt/dt

Dan untuk perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada tabel sebagai berikut:
...