387506_kelompok 2.doc

PERENCANAAN BANGUNAN AIR MINUM Kecamatan dan Somba

Palangga Opu

Anggota kelompok 2: Andi Mirsa Riandiani Agus

(D121 15 006)

Desiani

(D121 15012)

Eghier Yusuf Tiranda

(D121 15 312)

Rachmat Hidayat Syarif

(D121 15 3

Gabriel Niswar

(D121 15 508)

)

DEPARTEMEN TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN

GOWA 2018 BAB IV ANALISA DATA PERENCANAAN

A. Prediksi Jumlah Penduduk KECAMATAN PALANGGA Tabel 4.1 Proyeksi Penduduk Kecamatan Palangga No Tahun Jumlah Penduduk (jiwa) 1 2007 82687 2 2008 83076 3 2009 85628 4 2010 98372 5 2011 99715 6 2012 99715 7 2013 101371 8 2014 104523 9 2015 117115 10 2016 120780 Jumlah Sumber: Badan Pusat Statistik Gowa

1.

Jiwa 389 2552 12744 1343 0 1656 3152 12592 3665 38093

(%) 0.470 3.072 14.883 1.365 0.000 1.661 3.109 12.047 3.129 39,737

Metode Aritmatika Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Diketahui

:

Po

= 120.780 Jiwa

n

= 14 Tahun (2016-2030)

r

= 0,044

Penyelesaian : Proyeksi Jumlah Pertambahan Penduduk Pada Tahun Ke-n (Pada Tahun 2030), adalah : 𝑃𝑛 = 𝑃𝑜 (1 + 𝑟. 𝑛) 𝑃𝑛 = 120.780 (1 + 0,044 . 14) 𝑃𝑛 = 195.180 Jiwa

2.

Metode Geometri Laju Pertumbuhan Penduduk Diketahui

:

Pt

= 120.780 Jiwa

Po

= 82.687 Jiwa

t

= 9 Tahun

Penyelesaian : Laju Pertumbuhan Penduduk dari Tahun 2007 sampai dengan tahun 2016, adalah : 𝑃𝑡 1 )𝑡 − 1 𝑃𝑜 120.780 1 𝑟=( )9 − 1 82.687 𝑟 = 0,044 𝑟=(

Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Diketahui

:

Po

= 120.780 Jiwa

t

= 9 Tahun

r

= 0,044

Penyelesaian : Proyeksi Jumlah Pertambahan Penduduk Pada Tahun Ke-n (Pada Tahun 2030), adalah : 𝑃𝑛 = 𝑃𝑜 ( 1 + 𝑟 )𝑛 𝑃𝑛 = 120.780 ( 1 + 0,044 )14 𝑃𝑛 = 221.151 Jiwa

3.

Metode Least Square Tabel 4.2 Least Square Kecamatan Palangga Tahun 2007 2008 2009 2010 2011

No (X) 1 2 3 4 5

Jumlah Penduduk (Y) 82687 83076 85628 98372 99715

XY 82687 166152 256884 393488 498575

X2 1 4 9 16 25

2012 6 99715 2013 7 101371 2014 8 104523 2015 9 117115 2016 10 120780 Jumlah 55 992982 Sumber : Hasil Perhitungan, 2018

598290 709597 836184 1054035 1207800 5803692

36 49 64 81 100 385

(∑𝑌 . ∑𝑋 2 ) − (∑𝑋 . ∑𝑋𝑌) 𝑎= (𝑛 . ∑𝑋 2 ) − (∑𝑋)2 𝑎 = 4148,98

𝑏=

(𝑛 . ∑𝑋𝑌) − (∑𝑋 . ∑𝑌) (𝑛 . ∑𝑋 2 ) − (∑𝑋)2

𝑏 = 76478,80 Penyelesaian : Proyeksi Jumlah Pertambahan Penduduk Pada Tahun Ke-n (Pada Tahun 2030), adalah : Y = ax + b Y = 4148,98 . 23 + 76478,80 Y = 171.905 Jiwa

KECAMATAN SOMBA OPU Tabel 4.3 Proyeksi Penduduk Kecamatan Somba Opu No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tahun Jumlah Penduduk (jiwa) 2007 96160 2008 97921 2009 98799 2010 130126 2011 131598 2012 133784 2013 137942 2014 151916 2015 157448 2016 162979 Jumlah Sumber: Badan Pusat Statistik Gowa 1. Metode Aritmatika

Jiwa 1761 878 31327 1472 2186 4158 13974 5532 5531 66819

(%) 1.831 0.897 31.708 1.131 1.661 3.108 10.130 3.641 3.513 57,621

Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Diketahui

:

Po

= 162.979 Jiwa

n

= 14 Tahun (2016-2030)

r

= 0,064

Penyelesaian : Proyeksi Jumlah Pertambahan Penduduk Pada Tahun Ke-n (Pada Tahun 2030), adalah : 𝑃𝑛 = 𝑃𝑜 (1 + 𝑟. 𝑛) 𝑃𝑛 = 162.979 (1 + 0,064 . 14) 𝑃𝑛 = 309.008 Jiwa

2.

Metode Geometri Laju Pertumbuhan Penduduk Diketahui

:

Pt

= 162.979 Jiwa

Po

= 96.160 Jiwa

t

= 9 Tahun

Penyelesaian : Laju Pertumbuhan Penduduk dari Tahun 2007 sampai dengan tahun 2016, adalah : 𝑃𝑡 1 )𝑡 − 1 𝑃𝑜 162.979 1 𝑟=( )9 − 1 96.160 𝑟 = 0,064 𝑟=(

Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Diketahui

:

Po

= 162.979 Jiwa

t

= 9 Tahun

r

= 0,064

Penyelesaian :

Proyeksi Jumlah Pertambahan Penduduk Pada Tahun Ke-n (Pada Tahun 2030), adalah : 𝑃𝑛 = 𝑃𝑜 ( 1 + 𝑟 )𝑛 𝑃𝑛 = 162.979 ( 1 + 0,064 )14 𝑃𝑛 = 388.550 Jiwa

3.

Metode Least Square Tabel 4.4 Least Square Kecamatan Somba Opu Tahun No (X) Jumlah Penduduk (Y) 2007 1 96160 2008 2 97921 2009 3 98799 2010 4 130126 2011 5 131598 2012 6 133784 2013 7 137942 2014 8 151916 2015 9 157448 2016 10 162979 Jumlah 55 1298673 Sumber : Hasil Perhitungan, 2018 𝑎=

XY 96160 195842 296397 520504 657990 802704 965594 1215328 1417032 1629790 7797341

X2 1 4 9 16 25 36 49 64 81 100 385

(∑𝑌 . ∑𝑋 2 ) − (∑𝑋 . ∑𝑋𝑌) (𝑛 . ∑𝑋 2 ) − (∑𝑋)2

𝑎 = 7935,02

𝑏=

(𝑛 . ∑𝑋𝑌) − (∑𝑋 . ∑𝑌) (𝑛 . ∑𝑋 2 ) − (∑𝑋)2

𝑏 = 86224,67 Penyelesaian : Proyeksi Jumlah Pertambahan Penduduk Pada Tahun Ke-n (Pada Tahun 2030), adalah : Y = ax + b Y = 7935,02 . 23 + 86224,67 Y = 268.730 Jiwa

4.

Rekapitulasi Perhitungan Prediksi Jumlah Penduduk

Berdasarkan perhitungan proyeksi jumlah pertambahan penduduk tahun 2030 di Kecamatan Palangga dan Kecamatan Somba Opu, berikut rekapitulasi perhitungan proyeksi dengan 3 metode : Tabel 4.5 Rekapitulasi Perhitungan Proyeksi Jumlah Pertambahan Penduduk Tahun 2030 Metode (Jiwa) Tahun Periode No. Ke-n (Tahun) Geometrik Aritmatik Last Square Palangga

2030

14

221.151

Somba 2030 14 388.550 Opu Sumber : Hasil Perhitungan, 2018

195.180

171.905

309.008

268.730

B. Prediksi Kebutuhan Air 1.

Kebutuhan Domestik 

Kecamatan Palangga Diketahui

:

p

= 221.151 jiwa

q

= 120 liter/org/hari (q jumlah penduduk 100.000-500.000 adalah 100-150 liter/org/hari)

fmd = 1,1 (skala 1,0-1,5) Penyelesaian : 𝑄 = 𝑝𝑥𝑞 𝑄 = 221.151 𝑥 120 𝑄 = 26.538.155 liter/hari 𝑄 = 307,154 liter/detik

𝑄𝑚𝑑 = 𝑄 𝑥 𝑓𝑚𝑑 𝑄𝑚𝑑 = 26.538.155 𝑥 1,1 𝑄𝑚𝑑 = 29.191.971 liter/hari 𝑄𝑚𝑑 = 337,87 liter/detik

𝑄𝑡𝑜𝑡 = 𝑄𝑚𝑑 𝑥 (

100 ) 80

𝑄𝑡𝑜𝑡 = 29.191.971 𝑥 (

100 ) 80

𝑄𝑡𝑜𝑡 = 36.489.963 liter/hari 𝑄𝑡𝑜𝑡 = 422,337 liter/detik 

Kecamatan Somba Opu Diketahui

:

p

= 388.550 jiwa

q

= 120 liter/org/hari (q jumlah penduduk 100.000-500.000 adalah 100-150 liter/org/hari)

fmd = 1,1 (skala 1,0-1,5) Penyelesaian : 𝑄 = 𝑝𝑥𝑞 𝑄 = 388.550 𝑥 120 𝑄 = 46.625.981 liter/hari 𝑄 = 539,652 liter/detik

𝑄𝑚𝑑 = 𝑄 𝑥 𝑓𝑚𝑑 𝑄𝑚𝑑 = 46.625.981 𝑥 1,1 𝑄𝑚𝑑 = 51.288.579 liter/hari 𝑄𝑚𝑑 = 593,618 liter/detik

𝑄𝑡𝑜𝑡 = 𝑄𝑚𝑑 𝑥 (

100 ) 80

𝑄𝑡𝑜𝑡 = 51.288.579 𝑥 (

100 ) 80

𝑄𝑡𝑜𝑡 = 64.110.724 liter/hari 𝑄𝑡𝑜𝑡 = 742,022 liter/detik

Jadi, besarnya kebutuhan air domestik sebagai berikut : Tabel 4.6 Prediksi Kebutuhan Air Domestik Pada Tahun 2030 Kebutuhan Air Domestik Kecamatan Tahun Prediksi (liter/detik) Palangga 2030 422,337

Somba Opu 2030 Sumber : Hasil Perhitungan, 2018

2.

742,022

Kebutuhan Non Domestik 

Kecamatan Palangga Diketahui

:

Qmd = 29.191.971 liter/hari Penyelesaian : 𝑄 = 𝑄𝑚𝑑 𝑥 30% 𝑄 = 29.191.971

𝑙 𝑥 30% ℎ𝑎𝑟𝑖

𝑄 = 8.757.591 liter/hari 𝑄 = 101,361 liter/detik 

Kecamatan Somba Opu Diketahui

:

Qmd = 51.288.579 liter/hari Penyelesaian : 𝑄 = 𝑄𝑚𝑑 𝑥 30% 𝑄 = 51.288.579

𝑙 𝑥 30% ℎ𝑎𝑟𝑖

𝑄 = 15.386.573 liter/hari 𝑄 = 178,085 liter/detik

Tabel 4.7 Prediksi Kebutuhan Air Non Domestik Pada Tahun 2030 Kebutuhan Air Non Kecamatan Tahun Prediksi Domestik (liter/detik) Palangga 2030 101,361 Somba Opu 2030 178,085 Sumber : Hasil Perhitungan, 2018

3.

Rekapitulasi Kebutuhan Air Domestik dan Non Domestik

Dari perhitungan kebutuhan air yang telah dilakukan, jumlah kebutuhan air minum pada daerah perencanaan secara keseluruhan dapat dilihat pada tabel sebagai berikut : Tabel 4.8 Tabel Rekapitulasi Perhitungan Kebutuhan Air Domestik dan Non Domestik No 1

Kecamatan

Kebutuhan Air (liter/detik)

Domestik Palangga

422,337

Somba Opu

742,022

Jumlah (liter/detik) 2

2030

1164,36

Non Domestik Palangga

101,361

Somba Opu

178,085

Jumlah (liter/detik)

279,446

Jumlah Total (liter/detik)

1443,806

Sumber : Hasil Perhitungan, 2018 4.

Kehilangan Air Untuk menentukan besarnya kebutuhan air, perlu diperhitungkan juga besarnya kebocoran/kehilangan air dari sistem. Besarnya kehilangan air diperkirakan sebesar 20 % dari kebutuhan total sampai akhir tahun perencanaan (Dirjen Cipta Karya, 1998). Secara keseluruhan kehilangan air pada tahun 2030 dapat dilihat sebagai berikut : Diketahui

:

Qtotal = 1889,36 liter/detik Penyelesaian : 𝐾𝑒ℎ𝑖𝑙𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑎𝑖𝑟 = 𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑥 20% 𝐾𝑒ℎ𝑖𝑙𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑎𝑖𝑟 = 1443,806 𝑥 20% 𝐾𝑒ℎ𝑖𝑙𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑎𝑖𝑟 = 288,761 liter/detik

C. Perencanaan Instalasi Pengolahan Air (IPA)

1. Bangunan Intake 

Pipa penyalur air baku dengan pengaliran gravitasi 𝑉 = 1,5 𝑚/𝑑𝑡𝑘 𝑄 = 1,444 𝑚3/𝑑𝑡𝑘 Maka, diameter pipa 𝑄 𝑉 1,444 𝑑= 1,5 𝑑=

𝑑 = 0,963 𝑚 

Sreen 𝐽𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑎𝑛𝑡𝑎𝑟 𝑘𝑖𝑠𝑖 = 25,4 𝑚𝑚 𝐿𝑒𝑏𝑎𝑠 𝑘𝑖𝑠𝑖 = 0,25 𝑖𝑛𝑐ℎ 𝐾𝑒𝑚𝑖𝑟𝑖𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑘𝑖𝑠𝑖 = 30𝑜 𝑑𝑎𝑟𝑖 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝐾𝑒ℎ𝑖𝑙𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑡𝑒𝑘𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑘𝑖𝑠𝑖 = 0,01 𝑚

2. Prasedimentasi 

Waktu pengendapan 1-3 jam



Kedalaman ruang pengendapan (1-3 m) Diketahui: 𝑄 = 1,444 𝑚3/𝑑𝑡𝑘 Akan dirancang 3 bak dengan ukuran sama besar 𝑄=

1,444 = 0,481 𝑚3/𝑑𝑡𝑘 3

𝑆𝑜 = 0,00037 𝑇 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑢ℎ𝑢 25𝑜 = 8,91 𝑥 10-4 = 0,000891 

Menentukan luas permukaan kolam 𝑄

0,481

𝐴𝑠 = 𝑆𝑜 = 0,00037 = 1300,90 𝑚2 

Menghitung panjang dan lebar desain 𝐴𝑠 = 𝐿 𝑥 𝑊 1300,90 = 6𝑊 𝑥 𝑊 𝑊=

1300,901/2 6

= 14,724 m



𝐿 = 6𝑊 𝐿 = 14,724 𝑥 6 = 88,348 𝑚



1

𝐻 = 12 𝐿0,8 1

𝐻 = 12 88,3480,8 = 3,004 m 3. Koagulasi 

Pada perencanaan bak koagulasi akan dibangun sebanyak 2 unit Diketahui: 𝑄 = 1,444 𝑚3/𝑑𝑡𝑘 Td = 30 detik (skala 10-30 dtk) G = 700/detik (skala 700-1000/dtk) 𝑢 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑢ℎ𝑢 25𝑜 = 8,91 𝑥 10-4 = 0,000891



Akan dirancang 2 unit bak koagulasi 𝑄=

1,444 = 0,722 𝑚3/𝑑𝑡𝑘 2

𝑉 = 𝑄 𝑥 𝑇𝑑 = 0,722 𝑥 30 = 21,66 𝑚3 

Asumsikan permukaan bak bujur sangkar dengan panjang sama dengan lebar dan kedalaman d = 1,5L 𝑉 = 𝐿 𝑥 𝐿 𝑥 1,5𝐿 21,66 = 1,5𝐿3 21,661/3 𝐿= = 2,435 𝑚 1,5



Daya Pengadukan 𝑃 = 𝐺2𝑥 𝑉 𝑥 𝑢 𝑃 = 7002 𝑥 21,66 𝑥 8,91 𝑥 10−4 𝑃 = 9456,539 𝑤𝐻 𝑃 = 9,456539 𝐾𝑤𝐻

4. Flokulasi 

Pada perencanaan bak flokulasi akan dibangun sebanyak 4 unit Diketahui: 𝑄 = 1,444 𝑚3/𝑑𝑡𝑘

Td = 30 menit = 1800 detik G = 20/detik (skala 10-75/dtk) 𝑢 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑢ℎ𝑢 25𝑜 = 8,91 𝑥 10-4 = 0,000891 

Akan dirancang 4 unit bak koagulasi 𝑄=

1,444 = 0,36 𝑚3/𝑑𝑡𝑘 4

𝑉 = 𝑄 𝑥 𝑇𝑑 = 0,36 𝑥 1800 = 649,8 𝑚3 

Akan dibuat 3 tahap 𝑉=



𝑣 649,8 = = 216,5 𝑚3 3 3

Asumsikan lebar bak flokulasi 22m, maka v setiap kompartemen 𝑉 = 22 𝑥 𝐷 𝑥 𝐷 216,6 = 22𝐷2 216,61/2 𝐷= = 3,137 𝑚 22



Daya Pengadukan 𝑃 = 𝐺2𝑥 𝑉 𝑥 𝑢 𝑃 = 202 𝑥 216,6 𝑥 8,91 𝑥 10−4 𝑃 = 77,19624 𝑤𝐻 𝑃 = 0,00771962 𝐾𝑤𝐻

5. Sedimentasi Sedimentasi dimaksudkan untuk menyisihkan partikel/suspended solid dalam air dengan cara mengendapkan secara gravitasi. Hal yang paling penting pada sedimentasi adalah floc-carry-over (flok melayang). Flok melayang bukanlah masalah kritis karena masih ada proses filtrasi, tetapi setidaknya hal ini adalah indikator kurang berfungsinya sistem sedimentasi. 1. Laju ALT yang tinggi Alum bereaksi dengan alkali untuk menjadi koagulan. Koagulan yang terbentuk disebut aluminium hidroksida yang berat jenisnya sangat kecil sehingga tidak bisa mengendap dengann sendirinya. Oleh karena itu, pengaturan dosis merupakan hal yang paling penting.

Dosis Alum = 30 ppm Tingkat kekeruhan air = 75 NTU Al2/Al2(SO4)18H2O = Larutan

ini memiliki massa atom

Al2(SO4)18H2O yaitu (Mr = 474) dan massa atom Al (Ar)= 27 Al2/Al2(SO4)18H2O

= 27 x 2 / 474 = 0,11 atau 11%

Jadi dosis Alum 30 x 0,11/75

= 0,045 (tingkat ALT)

Dari hasil tersebut bisa dikatakan bahwa kisaran tingkat ALT adalah 0,02-0,2. Jika kekeruhan naik, tingkat ALT turun. Ini menjadi alasan mengapa air dengan kekeruhan tinggi lebih mudah di olah. 2. Desain Bak Sedimentasi Q

= 1443,806 liter/dtk

V flok

= Vo= 0.1 m/min

Ditentukan performance bak sangat baik n= 1/3 dan y/yo=80% Td

= 30 menit

Kecepatan pengendapan partikel flok alum (Vs) = 0,046 cm/det = 0,046 cm/dtk x L/103 cm3 x 104 cm2/m2 = 0,46 L/det/m2 Direncanakan dibuat 3 bak jadi Q/bak = 1443,806/3 = 481,26 l/dtk Luas Bak (As)= (481,26 l/dtk) / (0,46 L/det/m2 )

= 1034,728 m2

Keceapatan aliran (Vh) =10 Vs= 10 x 0,046 cm/dtk = 0,46 cm/det Across

= Q/Vh = (481,261 l/dtk)/ (0,5 cm/det) =103,47 m2

Dimensi bak sedimentasi Diambil kedalaman bah (H) = 2,50 m Lebar (L)

= Across/H

= 103,47/2,50 = 41,38 m

Panjang (P)

= As/L

= 103,47/2.5 = 25,00 m

Zona Pengendapan a. Zona Inlet (0,5-1) H

= 0,5 x 2,50

b. Zona outlet = H

= 2,50 m

= 1,25m

Panjang bak total 25 + 1,25 + 2,50 = 28,75 m

6. Filtrasi 

Kecepatan penyaringan 6-11 m/jam

Media pasir:  Tebal 300 – 700 mm 

Singel media : 600 – 700 mm



Media ganda : 300 -600 mm



Ukuran efektif,ES : 0,3 – 0,7 mm



Koefisien keseragaman ,UC : 1,2 – 1,4



Berat jenis : 2,5 – 2,65 kg/dm3



Porositas 0,4



Kadar SiO2 > 95 %

7. Desinfektan

Disinfeksi merupakan proses untuk membebaskan air minum dari mikroorganisme patogen dengan cara memutuskan rantai antara Manusia dengan bibit penyakit melaui media air. Jenis densifektan yang digunakan: 

Gas klor (Cl2), kandungan klor aktif minimal 99%



Kaporit atau kalsium hipoklorit (CaOCl2 ) x H2O kandungan klor aktif (60 — 70) %



Sodium hipoklorit (NaOCl), kandungan klor aktif 15%

Dosis klor ditentukan berdasarkan dpc yaitu jumlah klor yang dikonsumsi air besarnya tergantung dari kualitas air bersih yang di produksi serta ditentukan dari sisa klor di instalasi (0,25 – 0,35) mg/l. 8. Reservoir Setelah dari WTP dan berupa clear water, sebelum didistribusikan, air masuk ke dalam reservoir. Reservoir ini berfungsi sebagai tempat penampungan sementara air bersih sebelum didistribusikan ke rumahrumah warga. 

Reservoir yang digunakan dalam perencanaan adalah Reservoir bawah tanah (Ground Reservoir) yang dibangun di bawah tanah. Bak reservoir yang tertutup untuk menjaga kualitas air bersih yang ada di dalamnya.



Debit = 1,444 m3/dtk Volume = 86,64 m3 Direncanakan tinggi Reservoir 3 m dan lantai dasar reservoir persegi ( P = L ) Maka dimensi Reservoir yang lain : V=PxLxt 86,64 = 𝑃 𝑥 𝑃 𝑥 3 𝑃2 =

86,64 3

𝑃 = √28,88 = 5,37 𝑚

Jadi Dimensi reservoir :

P = 5,37 m ; L = 5,37 m ; t = 3,5 m. (0,5 Freeboard) dengan tebal dinding rencana 20 cm.