Bab Iii.docx

BAB III METODE PRA-RANCANGAN

3.1. Objek Pra-rancangan Objek pra-rancangan adalah unit-unit bangunan Instalasi Pengolahan Lumpur Tinja (IPLT) di Kabupaten Sleman yang dapat dijadikan sebagai salah satu alternatif untuk mengolah buangan lumpur tinja.

3.2. Periode Pra-rancangan Bangunan Instalasi Pengolahan Lumpur Tinja (IPLT) yang dirancang diproyeksikan untuk periode perancangan15 tahun, yakni dari tahun 2016 sampai tahun 2030.

3.3. Lokasi Pra-rancangan Lokasirencana IPLT yang akan dibangun berlokasi di Dusun Grembyangan, Desa Madurejo, Kecamatan Prambanan, Kabupaten Sleman, D.I. Yogyakarta.

3.4. Teknik Pengumpulan Data Data yang digunakan pada pra-rancangan bangunan Instalasi Pengolahan Lumpur Tinja (IPLT) ini terdiri dari:

1

2

1. Data primer Data primer adalah data yang dikumpulkan langsung di lapangan.Data ini menjadi data dasar utama dalam pra-rancangan bangunan instalasi pengolahan lumpur tinja.Adapun teknik pengumpulan data dalam penelitian ini dilakukan dengan cara sebagai berikut: a.

Observasi (Pengamatan) di lapangan Kegiatan ini adalah pengumpulan data dengan melakukan pengamatan langsung di wilayah studi untuk memperoleh data lapangan sesuai dengan tujuan.Observasi dilakukan di Kabupaten Sleman, dan dalam observasi peneliti melakukan pengamatan, pengambilan gambar, pencatatan yang ada di lokasi penelitian.

b.

Wawancara Kegiatan ini adalah melakukan wawancara bebas dengan menggunakan pedoman pertanyaan sebagai panduan, dan jawaban dari responden atau narasumber bersifat terbuka.Wawancara dilakukan pada saat survei di lapangan, untuk mendukung data-data observasi.Narasumber atau informan yang diwawancarai adalah yaitu orang yang diyakini mengetahui informasi mengenai masalah lumpur tinja yang ingin diketahui.

c.

Dokumentasi dan Studi Literatur (Membaca) Kegitan ini adalah melakukan pengumpulan data berdasarkan dokumen-dokumen yang ada dan mencari informasi yang berkaitan dengan teori mengenai konsep pengelolaan dan pengolahan lumpur

3

tinja.Dokumen atau sumber literatur berupa laporan catatan, berkas, buku-buku, artikel, laporan penelitian terdahulu yang telah dilakukan, atau bahan-bahan tertulis lainnya yang merupakan dokumen resmi yang relevan dalam penelitian ini. d.

Perhitungan timbulan lumpur tinja Perhitungan menggunakan

timbulan

lumpur

pendekatan

tinja

rumus

di

wilayah

Aritmatik,

perencanaan

Geometrik,

dan

Exponensial. Salah satu metode tersebut akan dipakai untuk mengetahui timbulan lumpur tinja hingga periode tahun yang direncanakan melalui data jumlah penduduk per tahun dan kuantitas lumpur tinja yang dihasilkan per orang/hari. Data primer yang dikumpulkan meliputi: a.

Kondisi sarana sanitasi setempat yang ada

b.

Lokasi (lahan) yang dapat digunakan untuk pembangunan bangunan pengolahan lumpur tinja

c.

Kondisi lingkungan di sekitar lokasi (lahan)

d.

Sarana jalan menuju calon lokasi bangunan pengolahan lumpur tinja.

e.

Jumlah timbulan lumpur tinja.

2. Data sekunder Data sekunder adalah kumpulan data yang berasal dari kegiatan-kegiatan sebelumnya yang dapat diperoleh melalui sumber lain seperti literatur, industri produsen produk, internet, dan instansi-instansi pemerintah terkait. Data sekunder yang dibutuhkan diantaranya adalah:

4

a. Kondisi iklim daerah pra-rancangan b. Kondisi fisik wilayah pelayanan yang diperlukan untuk menunjang proses pra-rancangan. c. Data kependudukan yang meliputi jumlah penduduk, kepadatan penduduk dan sebagainya d. Kondisi sosial-ekonomi dan budaya

3.5. Tahapan Pra-rancangan Pra-rancangan bangunan Instalasi Pengolahan Lumpur Tinja (IPLT) di Kabupaten Sleman ini dirancang dengan langkah-langkah sebagai berikut :

3.5.1. Tahap Persiapan Pra-rancangan Tahap persiapan pra-rancangan adalah menetapkan prosedur teknis dalam proses pra-rancangan. Prosedur teknis berdasarkan pada kajian teoritis yaitu studi literatur dari referensi, berupa Peraturan Pemerintah (UU/Peraturan Pemerintah/ Permen/ Pergub/ Perbup), text book mengenai pengelolaan lumpur tinja, hasil penelitian mengenai pra-rancangan bangunan Instalasi Pengolahan Lumpur Tinja (jurnal, skripsi, tesis) dan publikasi lain mengenai pengelolaan lumpur tinja yang memiliki sumber jelas.

5

3.5.2. Tahap Pelaksanaan Pra-rancangan 1. Tahap Identifikasi Data atau Pengumpulan Data Kegiatan yang dilakukan pada tahap ini adalah mengumpulkan data yang dibutuhkan baik itu kebutuhan data primer dan data sekunder berdasarkan kebutuhan data dan hasil identifikasi sumber data. 2. Tahap Analisis dan Pengkajian Data Analisis yang dilakukan dalam penelitian ini adalah analisis data kualitatif dan data kuantitatif.Kegiatan yang dilakukan pada tahap ini adalah mengolah data atau informasi yang dikumpulkan sehingga diperoleh gambaran masalah yang lebih lengkap. 3. Tahap Desain Unit-Unit Pengolahan Lumpur Tinja. Pada tahap hasil penetapan ini berupa gambaran unit-unit bangunan pengolahan yang dirancang untuk mengolah lumpur tinja berdasarkan kajian teoritis yaitu karakteristik lumpur tinja, jenis pengolahan yang dipakai dan kriteria perencanaan agar diperoleh dimensi-dimensi unit pengolahan dan kualitas efluen yang diharapkan sesuai referensi. Unit-unit proses pada bangunan IPLTyang dirancang tersusun sebagai berikut: 1. Solids Separation Camber(SSC) 2. Oxidation Ditch 3. Kolam Fakultatif 4. Kolam Maturasi 5. Area Pengeringan (Drying Area)

6

Rangkaian unit-unit proses dapat digambarkan dalam diagram alir proses seperti pada Gambar 3.1 berikut ini:

Gambar 3.1. Diagram Alir Proses Pengolahan pada IPLT

4. Tahap Penyajian Hasil Tahap penyajian data meliputi data hasil survei data primer dan sekunder dalam format deskripsi, tabel, gambar dan peta.Serta penyajian hasil perhitungan untuk memperoleh kapasitas buangan lumpur tinja, ukuran dimensi-dimensi pada unit-unit pengolahan yang telah ditetapkan sebelumnya dan gambar desain unit-unit pengolahan.Penyajian hasil lainnya yaitu Rencana Anggaran Biaya (RAB) yang dibutuhkan dalam pra-rancangan bangunan

IPLT

pemeliharaannya.

dan

perhitungan

kebutuhan

biaya

operasi

dan

7

Berikut adalah keseluruhan dari tahapan pra-rancangan yang telah disajikan diatas dan kemudian disajikan lagi dalam bentuk diagram seperti pada gambar 3.2.

Ide mengenai pra-rancangan bangunan pengolahan lumpur tinja di kabupaten Sleman Persiapan pra-racangan Menetapkan prosedur teknis dalam proses pra-rancangan Identifikasi data atau pengumpulan data Data primer: - Observasidi lapangan - Wawancara - Dokumentasi dan Studi Literatur - Perhitungan timbulan lumpur tinja

Tahap

Data sekunder: - Kondisi iklim daerah prarancangan - Kondisi fisik wilayah pelayanan - Data kependudukan yang meliputi jumlah penduduk,kepadatan penduduk dan sebagainya - Kondisi sosial-ekonomi dan budaya analisa dan pengkajian - Spesifikasi teknis unit SAP

data

Desain unit-unit pengolahanlumpur tinja Penyajian hasil

Gambar 3.2. Diagram alir tahapan pra-rancangan

8

3.6. Kriteria Perencanaan Kriteria perencanaan bangunan pengolahan lumpur tinja adalah sebagai berikut: 1.

Bar Screen Bar screen yang digunakan berupa batang-batang besi yang berbentuk persegi panjang dengan kemiringan 45˚ dan dioperasikan secara manual. Kriteria perencanaan: Screen terbuat dari kisi-kisi berbentuk persegi panjang -

Kecepatan aliran (v)

= 0,3 m/detik

-

Jarak antar kisi (d)

= 40 mm

-

Tebal kisi

= 50 mm

-

Faktor kirshmer (β)

= 1,67

-

Lebar kisi (ω)

= 0,5 cm

Sumber : Tchobanoglous, (1991) Rumus-rumus : -

Lebar saluran (Wc)

= (n x ω) + (n + 1) d

-

Lebar total bukaan screen (WS)

= (n + 1) d

-

Panjang screen yang terendam air (Ls) = Q/WS x VS

-

Kedalaman air pada screen (dc)

= Ls x Sin α

-

Kecepatan aliran melalui screen (Vs)

= Q/WC x dc

-

Luas area yang dilewati screen (A)

= {(n + 1) x d} h/ 45˚

-

Tinggi hilang tekanan pada screen (Hi screen) Hi screen

= β (w/b)4/3 x hv sin θ

hv

= V2/ 2 x g

9

2.

Solids Separation Chamber (SSC) SSC atau Kolam pemisah lumpur berfungsi untuk memisahkan padatan dan air dengan memanfaatkan sifat fisik air limbah. Kriteria perencanaan: -

Waktu detensi (td)

= (5-12) hari

-

Dimensi bak (P : L)

= (2 : 1) – (5:1)

-

Kemiringan zona pengendapan

= minimal 30˚

-

Laju endapan lumpur

= 20%

-

Ketinggian supernatant maksimal = 1 m

-

Ketinggian lumpur terendap

= 50 cm

-

Tinggi media pasir

= (20-30) cm

-

Tinggi media kerikil

= (20-30) cm

-

Efisiensi penyisihan BOD5

= (25 – 60) %

Sumber: Petunjuk Teknis CT/AL/Re-TC/001/98 Rumus-rumus :

3.

-

Beban permukaan (So)

= Debit (Q)/ luas permukaan (As)

-

Waktu detensi (td)

= V/Q

-

Volume

=pxlxh

Parit Oksidasi (Oxidation Ditch) Sistem Parit Oksidasi adalah extended aeration atau aerasi berkelanjutan yang semula dikembangkan berdasarkan saluran sirkular kedalaman 1 s/d 1,5 meter. Air diputar mengikuti saluran sirkular yang cukup panjang untuk tujuan aerasi dengan alat makanik rotor seperti sikat baja yang berbentuk tabung. Kriteria Perencanaan : Waktu Tinggal Lumpur

=15-30 hari

10

Rasio F/M

= (0,04-0,10) lb BOD/lb MLVSS hari

Beban BOD Volumetrik

= (5-15) lb BOD/1000 ft3hari

MLSS

= (3000-5000) mg/L

Waktu Detensi

= (15-30) Jam

Return Activated Sludge (RAS) = (75-100)% 4. Kolam Fakultatif Kolam fakultatif berfungsi untuk menguraikan dan menurunkan konsentrasi bahan organik dengan bantuan oksigen dan sinar matahari. Kriteria Perencanaan: Kedalaman Air

= (1 – 2) m

Tinggi jagaan

= (0,3 – 0,5) m

Beban BOD permukaan

= (100 – 400)kg BOD/ha pada suhu 20-250C

Efisiensi penyisihan BOD5

= 70 – 90 %

Waktu tinggal

= (5-30) hari

Rasio panjang : lebar

= (2-4) : 1

Sumber :Hamzeh Ramadan and Victor M. Ponce, 2012 dan Petunjuk Teknis CT/AL/RE-TC/001/98

Rumus-rumus kolam fakultatif: Volume (V)

= Li x Q/ beban BOD volumetrik

Pembebanan volumetric

=λxH

Pembebanan permukaan

= 20 x T˚C – 120 kg/ha.hari

Waktu tinggal (td)

= V/Q

Luas (As)

= V/H

BOD5 efluen

= (100 – efisiensi) x Li

Volume

=PxLxH

Li

= BOD5 influen

11

5. Kolam Maturasi Kolam Maturasi berfungsi untuk menurunkan konsentrasi padatan tersuspensi (SS) dan BOD yang masih tersisa didalamnya dari kolam fakultatif dan menurunkan kandungan mikroorganisme yang terdapat dalam kandungan lumpur tinja, terutama fecal coliform. Hubungan antara waktu detensi dengan bakteri fecal coliform dihitung berdasarkan persamaan berikut: KB

= 2,6 (1,19)(T-20)

Ne

= Ni/ {1 + KB (T) x t}

Dimana : KB(T)

= nilai penurunan fecal coliform pada suhu T ˚C (hari)

Ne

= konsentrasi efluen bakteri dalam 100 ml (FC/ 100 ml)

Ni

= konsentrasi ifluen bakteri dalam 100 ml (FC/ 100 ml)

t

= waktu detensi

Kriteria Perencanaan: Kedalaman air

= (0,8-1,0) m

Tinggi jagaan

= (0,3-0,5) m

Waktu tinggal (td)

= (5-15) hari

Beban BOD volumetrik

= <60 gr BOD/ m3/hari

Rasio panjang dan lebar

= (2-4) : 1

Efisiensi penyisihan BOD5

= 70 %

Efisiensi penurunan coliform

= 95 %

Sumber :Petunjuk Teknis CT/AL/Re-TC/001/98

12

Rumus-rumus kolam maturasi: Volume (V)

= Q x td

Luas (As)

= V/ H

BOD5 efluen

= (100 – efisiensi) x Li

6. Area Pengeringan (Drying Area) Drying Area berfungsi untuk mengeringkan padatan lumpur yang sudah setengah kering dan merupakan proses desinfeksi untuk membunuh mikroorganisme melalui proses sinar matahari. Kriteria Perencanaan: Waktu pengeringan cake pada DA

= (7-15) hari

Waktu pengambilan cake matang

= 1 hari

Ketebalan cake

= (10-30) cm

Tebal lapisan pasir

= (15-30) cm

Tebal lapisan kerikil

= (20-40) cm

Kadar air (P)

= 20 %

Kadar solid (Pi)

= 80 %

Sumber: Kementerian Pekerjaan Umum

Rumus-rumus: Volume (V)

= Panjang x Lebar x Tinggi

Luas

= Panjang x Lebar

Luas

= V/H

13

3.7. Teknik Analisis Data 3.7.1. Proyeksi Pertumbuhan Jumlah Penduduk Proyeksi pertumbuhan penduduk dalam perhitungan kapasitas IPLT diperoleh berdasarkan data jumlah penduduk daerah pelayanan yaitu Perkotaan Kecamatan

Berbah,

Kecamatan

Kalasan

dan

Kecamatan

Prambanan,

kemudiandianalisis proyeksi untuk30 tahun kedepan. Untuk menganalisanya digunakan rumus: a. Aritmatik Rumus

: Pn

= Po (1 + R n)

Dimana

: Pn

= jumlah Penduduk pada tahun m

Po

= jumlah penduduk pada tahun awal (dasar)

R

= angka pertumbuhan penduduk

n

= periode waktu dalam tahun

b. Geometrik Rumus

: Pn

= Po (1 + r)t

Dimana

: Pn

= jumlah penduduk pada tahun n

Po

= jumlah penduduk pada tahun awal (dasar)

t

= angka pertumbuhan penduduk

n

= jangka waktu dalam tahun

c. Exponensial Rumus

: Pn

= Poer.n

Dimana

: Pn

= jumlah penduduk pada tahun n

Po

= jumlah penduduk pada tahun awal (dasar)

r

= angka pertumbuhan penduduk

n

= jangka waktu dalam tahun

e

= Bilangan pokok dari sistem logaritma natural yang besarnya sama dengan 2,7182818

14

Dari ketiga metode tersebut ini akan dilakukan analisis tingkat kenaikan penduduk tahun sebelumnya yaitu menghitung nilai perhitungan mundur pertumbuhan penduduk, kemudian akan didapat nilai deviasi dari masing-masing metode. Nilai deviasi terkecil dari rumus tersebut itulah yang akan dipakai dalam perhitungan proyeksi jumlah penduduk. Sementara untuk menghitung rata-rata kenaikan jumlah penduduk pertahun yang dinyatakan dalam persen (%) digunakan rumus: R

Dimana:

= N

(Ʃ ri)

r

= prosentasi kenaikan jumlah penduduk

n

= jumlah tahun data

ri

= jumlah r1 + r2 + ….r n

3.7.2. Analisis Debit Buangan Lumpur Tinja Perhitungan debit buangan lumpur tinja bertujuan untuk menentukan besarnya jumlah lumpur tinja yang dihasilkan per satuan waktu. Perhitungan debit buangan lumpur tinja selama tahun periode pra-rancangan di Kabupaten Sleman didasarkan atas : 1. Perkiraan debit lumpur tinja didasarkan pada besar kuantitas lumpur tinja yang dihasilkan yaitu 0,5 liter/orang/hari (Petunjuk Teknis CT/AL/Re-TC/001/98) 2. Penduduk yang akan dilayani dihitung berdasarkan prosentase penggunaan sarana tangki septik. 3. Jumlah penduduk yang akan terlayani sampai akhir tahun periode perancangan.

15

Perhitungan debit lumpur tinja dengan mengunakan rumus: Debit =

Total jumlah penduduk tahun 2030 x persentasi kepemilikan tangki septik x buangan lumpur tinja yang dihasilkan per kapita.

3.7.3. Rencana Anggaran Biaya Rencana anggaran biaya dalam pra-rancangan ini digunakan untuk memperhitungkan jumlah biaya yang dibutuhkan dalam membangun suatu instalasi pengolahan lumpur tinja.Analisa ekonomi (RAB) dilakukan dengan analisis BOW (Beban Orang Waktu). Perhitungan RAB (Rencana Anggaran Biaya) dalam perencanaan ini dihitung dengan cara sebagai berikut: 1. Setelah item pekerjaan dan volume telah ditetapkan kemudian metode pelakanaan konstruksi dipilih yang paling sesuai untuk setiap item pekerjaan untuk menentukan harga satuan item pekerjaan 2. Dilakukan analisa harga satuan setelah metode pelaksanaan ditetapkan dan basic price (harga satuan bahan dan upah pekerja) serta harga satuan depresiasi alat berat/sewa alat berat dan bobot per item pekerjaan ditetapkan. 3. Rencana anggaran biaya merupakan perkalian antara besaran volume per item pekerjaan dikalikan dengan harga satuan per item pekerjaan. 4. Rencana anggaran biaya total merupakan harga poin (3) ditambahkan dengan PPN 10% dan hasilnya dibulatkan.

16

3.7.4. Biaya Operasi dan Pemeliharaan Biaya operasi dan pemeliharaan IPLT yang dimaksud adalah biaya yang dikeluarkan untuk mengoperasikan dan merawat peralatan dan bangunan di lokasi IPLT agar bangunan IPLT selalu siap untuk dioperasikan. Biaya operasi dan pemeliharaan meliputi: 1. Biaya personil (upah dan gaji) 2. Biaya operasi yang meliputi bahan bakar, sampling dan pemeriksaan laboratorium, pelumas, dan listrik. 3. Biaya pemeliharaan (penyediaan, perbaikan dan penggantian suku cadang) 4. Biaya perlindungan (kesehatan, pakaian, perlengkapan K3dan asuransi) 5. Biaya penunjang (ATK, keamanan dan komunikasi)

3.8. Jadwal Pelaksanaan Pra-rancangan Jadwal pelaksanaan penyelesaian skripsi tentang pra-rancangan bangunan Instalasi Pengolahan Lumpur Tinja (IPLT) di Kabupaten Sleman adalah sebagai berikut:

No 1 2 3 4 5 6

Kegiatan Penyusunan proposal Seminar proposal Pelaksanaan penelitian Penyusunan skripsi Pendadaran skripsi Revisi skripsi

Tabel 3.1 Jadwal Pelaksanaan Waktu Pelaksanaan (Oktober 2015 s/d Februari 2016) Okt Nov Des Jan Feb 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4