Proyek Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Limbah Kota Blitar Tahun 2034

2. PRELIMINARY SIZING

Preliminary sizing dibuat untuk mengetahui ukuran dari masing-masing unit dan juga ukuran lahan yang akan dipergunakan untuk membuat bangunan pengolahan air limbah kota Blitar. Preliminary sizing dibagi menjadi tiga berdasarkan unit pengolahannya, yaitu unit pengolahan fisik, biologis dan pengolahan lumpur. Berikut adalah perhitungan preliminary sizing untuk alternatif yang dipilih. Beberapa data diketahui berdasarkan tugas Sistem Penyaluran Air Limbah, yaitu:

1Penduduk yang terlayani th 2034=139945

2Qave=329.90L/s=28503.4m3/hari

3Qpeak=659.80L/s=57006.7m3/hari

4Qmaks=395.88L/s=34204m3/hari

5Qmin=175.97L/s=15204.2m3/hari

6C BOD rata-rata=190mg/l=0.19kg/m3

7beban BOD rata-rata=5415.6384kg/hari

8beban BOD maks=6498.7661kg/hari

9C COD rata-rata=430mg/l=0.43kg/m3

10beban COD rata-rata=12256.445kg/hari

11beban COD maks=14707.734kg/hari

12C TSS rata-rata=210mg/l=0.21kg/m3

13beban TSS rata-rata=5985.7056kg/hari

14beban TSS maks=7182.8467kg/hari

15C Nitrat rata-rata=40mg/l=0.04kg/m3

16beban Nitrat rata-rata=1140.1344kg/hari

17beban Nitrat maks=1368.1613kg/hari

21C Phospat rata-rata=7mg/l=0.007kg/m3

22beban Phospat rata-rata=199.52352kg/hari

23beban Phospat maks=239.42822kg/hari

5.1 Pengolahan Fisik (Primary Treatment)

1. Sumpur Pengumpul

Kriteria perencanaan sumur pengumpul :Td 10 menitPerhitungan :Jumlah unit

= 1 unit

Debit rencana

= Q peak = 659,8 L/s = 0,6598 m3/s

Waktu detensi

= 5 menit= 300 s

Volume sumur

= Q peak x td

= 0,6598 m3/s x 300 s

= 197.94 m3kedalaman (h)

= 2 m

panjang : lebar

= 1 : 1

A surface

= Volume / kedalaman

= 197.94 m3/ 3 m

= 98,97 m

Lebar sumur

== = 9.95 mPanjang sumur

= lebar

= 9.95 mCek td

= Volume / Q peak

= 197.94 m3/ 0,6598 m3/s= 300 s

Kebutuhan lahan= p x l x jumlah unit

= 9,95 m x 9,95 m x 1 unit = 98,97 m2

2. Saluran Pembawa

Vh

: 0,6 m/s

A cross: Q / Vh = 0,6598 m3/s / 0,6 m/s = 1,1 m2

B= 2 Hair

Across= b x Hair

1,1 m2= 2h2

H= = 0.75 m

B= 2 * 0,75 m= 1.53. Bar Screen Kriteria perencanaan bar screen :Kecepatan melalui bar (v)= 0,3 - 0,6 m/s

Lebar bar (w)

= 4,0 - 8,0 mKedalaman bar (D)

= 25-50 mmJarak antar batang

= 25-75 mmSlope vertikal

= 45- 60Headloss

= 150 mmHeadloss max

= 800 mmPerhitungan :

Kec. Aliran (v)

= 0,3 m/s

Q peak

= 659,8 L/s = 0,6598 m3/sA-cross saluran

= Q peak / v

= 659,8 L/s / 0,6 m/s = 1.1 m2Tinggi : lebar

= 1 : 2Tinggi saluran

= = Lebar saluran

= 2 x lebar saluran

= 2 x 0.74 m

= 1.5 mV cek

=

= = 0,3

Rencana panjang saluran = 2 m

Kebutuhan lahan

= p x l

= 2 x 1,05 m

= 2,1 m2

4. Grit Chamber

Kriteria perencanaan grit chamber :Td

= 45 - 90 s (tipikal : 60 s)Vh

= 0,25 -0,4 m/s (tipikal : 0,3 m/s)

Vs

= 1,0-1,3 m/menit (tipikal : 1,15 m/menit) untuk 65 mesh material

= 0,6-0,9 m/menit (tipikal : 0,75 m/menit) untuk 100 mesh materialPanjang saluran (L)

= 10-20 mPerhitungan :

Jumlah unit

= 2 unit

Q peak

= 659,8 L/s = 0,6598 m3/sQtiap bak

= 0,6598 m3/s /2= 0,33 m3/sPartikel terkecil diendapkan= 65 mesh

= 0,2 mm

Waktu detensi

= 45 s

Kec. Pengendapan (Vs)= 1,3 m / menit= 0,0217 m/s

Kedalaman pengendapan (h)= Vs x td

= 0,02 m/s x 45 s= 0,975 mKec. Horisontal (Vh)

= 0,3 m / s

Across bak

= = 1.1 Lebar bak

= = = 1,13 m

Cek Vh

= A surface

=

Panjang bak

= Vs cek

= Kebutuhan lahan

= p x l x jumlah bak

= 13,5 x 1,1 x 2= 30,5 m25. Sedimentasi IKriteria perencanaan bak pengendap I:Kedalaman

= 3 - 4,9m (tipikal : 4,3 m)Panjang

= 15 - 90m (tipikal : 24 - 40 m)Lebar

= 3 - 24 m (tipikal : 4,9 - 9,8m)Flight speed

= 0,6 - 1,2 m/menit( tipikal : 0,9 m/menit)OFR (Over Flow Rate)= 2000 -3000 gal/sqft. day

Perhitungan :

Jumlah unit

= 2 unit

Q peak

= 659,8 L/s = 0,6598 m3/sQ tiap unit

= Q peak / jumlah unit

= 0,6598 m3/s / 2 unit= 0,33 m3/s

Waktu detensi

= 1,5 jam

= 5400 s

Overflow rate

= 2000 gal/sqft. day = 2000 gal/sqft. day x 1m/264 gal x 1 sqft/0,093 m

= 81,4 m3/m2 . hari

V tiap unit

= Q tiap unit x td= 0,33 m3/s x 5400 s = 1781,5 m3A surface

= Dimensi bak ( bak berbentuk persegi panjang )Tinggi bak

= Panjang : lebar

= 3Lebar bak

= Panjang bak

= 3 x lebar

= 3 x 10,8 m= 32,41 m

Cek OFR

=

= 81,4 m3/m . hari/0.00407 = 2000,002 gal/sqft.dKebutuhan Lahan

= p x l x jumlah

= 32,41 m x 10,8 m x 2 = 700,33 m2

5.2Pengolahan Biologis (Secondary Treatment)

1. Oxidation DitchKriteria perencanaan oxidation ditch:Kecepatan

= 0,25-0,3 m/s

Volumetric loading (OL) = 0,1-0,6 kg BOD/m3.jam

Td

= 18-48 jam

Perhitunganjumlah=6buah

Qmaks=395.88L/s=0.39588m3/s

Q bak=65.98L/s=0.066m3/s

td=18jam=64800s(18-24) jam

volumetric loading (OL)=0.1kgBOD/m3.h(0,1-0,6)kg OD/m3.hari

beban organik per OD (BODM)=0,6*BOD max/jml OD

=649.88kgBOD/hari

volume reaktor=Q tiap bak * td

=4275.50m3

OL cek=BOD M * Vol reaktor

=0.15kgBOD/m3.h

td cek=BOD M/ OL

=64800s=18 jam

h=2m

ld=10m

la=15m

Ac=0,5 * (Ld+La) * ked =0.5*(10+15)*2

=25m2

Panjang OD (strect out)=Vol reaktor / A cross OD =4275.50m3 /25m2

=171.02m

jarak antar OD=2m

jari2 belokan luar (r)=0.5*(2*La)+ jarak antar OD

=16m

kel ujung saluran OD (k)=3.14 * jari2 belokan luar (r)

=50.24m

p 2 saluran melingkar=2* kel ujung saluran OD (k)

=100.48m

p saluran OD lurus=0.5*(Panjang OD - kel ujung saluran OD (k)

=60.39008m

L lahan=La * Panjang OD (strect out) * jumlah OD

=15391.814m2

2. Clarifier

Kriteria perencanaan Clarifier:

Overflow Rate (OFR) = 40-64 m3/m2.hari

Solid loading (SL) = 5-7 kg/m2.jam

Kedalaman = 3,5-6 m

Perhitungan

Jumlah bak Clarifier=2 bak

Debit rencana (Qmaks)=395,8 L/det = 0,3959 m3/det

Debit masing-masing bak=Qmaks/jumlah Clarifier = 0,3959 m3/det / 2 bak = 17102m3/hari

OFR=1100 gal/sqft.d = 44,77 m3/m2.hari

Asurface=Qtiap bak/OFR = 17102 / 44,77 = 382 m2

Diameter bak clarifier= = 22,06 m

Q effluent=Q- ((TSSmaks/jml bak)x0,45x0,9/0,008/1005/86400 = 0,2 m3/s

Kebutuhan lahan=Asurface x jumlah bak = 764 m2

5.3 Pengolahan Lumpur (Sludge Drying Bed)

Pengolahan lumpur yang digunakan hanya sludge drying bed atau SDB, dikarenakan buangan lumpur relatif sedikit dan stabil (tidak terurai lagi), sehingga dapat langsung dikeringkan dengan SDB tanpa menimbulkan bau.Kriteria perencanaan sludge drying bed:Tebal pasir = 23,0-30,0 cm Tebal kerikil = 20,0-30,0 cm Sludge loading rate = 100-300 kg/m2.tahun Tebal bed = 20,0-30,0 cm Lebar bed = 5,0-8,0 m Panjang bed = 6,0-30,0 t pengeringan = 10,0-15,0 hari Uniformity coefficient < 4 Effective size = 0,3-0,75 mm V.air dalam inlet = 0,75 m/det V.air dalam drain = 0,75 m/det

Perhitungan

Massa lumpur Sedimentasi I= (0,55xbeban TSS maks) = 3951 kg/hari

Massa lumpur OD+Clarifier= (0,45x MTSS maks x 0,9)+(0,45x MBOD maks x 0,9)

Massa lumpur total= 5541 kg/hari= massa lumpur Bp I + massa lumpur clarifier

Q lumpur Sedimentasi I= 9492 kg/hari= massa lumpur sedimentasi I / 0,06 /1030

= 47,9 m3/hari = 0,0006 m3/s

Q lumpur OD+Clarifier= massa lumpur OD+clarifier / 0,06 /1030

= 689,2 m3/hari = 0,008 m3/s

Q lumpur = (0,5xQ BP1)+(0,1xQ BP2) = 92 m3/hari= 0,0011 m3/s

Kadar air pada sludge cake (awal)=96%

Kadar air pada sludge cake (akhir)=75%

Volume cake kering (Vck)=Qlumpur x (1-96%)/(1-75%) = 14,9 m3 /hari

Dimensi Bed :

a. Rencana jumlah bed =20 bed

b. Rencana waktu pengeringan (tk)=10 hari (10-15 hari)

c. Rencana tebal cake (tbl)=0,6 m

d. Luas permukaan bed=Qlumpur x waktu/jml bed/tebal cake= 77,4 m2

e. Lebar Bed=5 m ( 5-8)m

f. Panjang bed=Luas permukaan/lebar bed = 9,675 m

Kebutuhan lahan=panjang x lebar x jml bed = 1548 m2

5.4 Luas Lahan yang Dibutuhkan

Setelah melakukan perhitungan preliminary sizing dihitung kebutuhan lahan total dengan cara merekapitulasi perhitungan kebutuhan total seluruh unit dan dijumlahkan seluruhnya. Perhitungan lahan yang dibutuhkan dapat dilihat pada data dibawah ini.

1sumur pengumpul=99m2

2bar screen=2,1m2

3grit chamber=30,5m2

4sedimentasi I=700,3m2

5Oxidation ditch=15391,8m2

6clarifier=764m2

7sludge drying bed=1548m2 +

TOTAL=18535,6m2 ~ 1,9 hektar

Untuk perhitungan pada luas lahan diperkirakan terdapat tambahan ruang yang tidak terpakai untuk jumlah bangunan yang lebih dari 1. Ruang kosong tersebut diperkirakan 15% dari luas lahan yang diperlukan.

Maka luas lahan yang diperlukan = 1,9 hektar + (15%x Luas total) = 2,19 hektar Tiara Aulia Kusumaningratri 38

3312 100 057