Bab II Dilla
-
Upload
liza-fidelia -
Category
Documents
-
view
243 -
download
9
Transcript of Bab II Dilla
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum
Dalam perencanaan sistem penyaluran air buangan perlu diperhatikan beberapa hal pokok
yang sangat penting untuk diketahui, diantaranya mengenai sumber air buangan yang akan
disalurkan. Menurut Burton (1979), ada beberapa jenis sumber air buangan, antara lain:
1. Air buangan domestik
Air buangan domestik berasal dari proses pemakaian air bersih dalam rumah tangga.
2. Air buangan industri
Air buangan industri berasal dari proses industri, dan komposisinya tergantung dari jenis
produksinya.
3. Infiltrasi
Yaitu adanya air yang menelusup ke dalam tanah yang disebabkan adanya kebocoran pipa
dari suatu saluran.
Selain sumber air buangan, ada beberapa hal lain yang perlu diperhatikan juga dan menjadi
dasar penting dalam perencanaan sistem penyaluran air buangan. Hal-hal tersebut yaitu jenis
pengaliran, sistem pengelolaan, sistem penyaluran, prinsip pengaliran air buangan, jenis-jenis
pipa air buangan, dan pola jaringan, yang akan diuraikan sebagai berikut:
1. Jenis Pengaliran Air Buangan
Menurut Burton (1979), ada 2 macam jenis pengaliran yang digunakan pada sistem
penyaluran air buangan, yaitu:
a. Pengaliran secara gravitasi, yaitu pengaliran yang bersifat terbuka dalam saluran
tertutup. Pengaliran ini memanfaatkan gaya gravitasi dalam saluran;
b. Pengaliran yang bertekanan atau pengaliran yang menggunakan pompa, yaitu
pengaliran yang terjadi karena adanya pemompaan yang dilakukan dalam saluran
tertutup akibat muka air yang tidak dapat berhubungan secara bebas dengan atmosfer.
2. Sistem pengelolaan air buangan terdiri (Babbit, 1960):
a. Sistem setempat/on site sanitation/sistem individual
Untuk masyarakat berpendapatan rendah, yang tidak memungkinkan adanya
sistem penyaluran air buangan;
Area pedesaan: simple pit latrines, bucket latrines, ventilated pit, aqua prived;
Low income: communal latrines, septic tank;
Industri: pengolahan air limbah di lokasi pabrik masing-masing.
2.2 Metode Proyeksi Penduduk
Proyeksi jumlah penduduk diperlukan dalam perancangan sistem penyaluran air buangan
yang akan digunakan untuk jangka waktu panjang. Hal ini penting dilakukan agar bangunan
tersebut dapat digunakan sesuai dengan periode desain yang telah direncanakan dan tidak
menimbulkan masalah pada masa yang akan datang. Ada beberapa jenis metode yang dipakai
untuk menentukan proyeksi penduduk, diantaranya (Suwarno,2010):
2.2.1 Metode Aritmatika/Linear
Metode ini didasarkan pada angka kenaikan penduduk rata-rata setiap tahun. Metode ini
digunakan jika data berkala menunjukkan jumlah penambahan yang relatif sama setiap
tahunnya. Metode ini juga merupakan metode proyeksi dengan regresi sederhana.
Persamaan umumnya adalah (Suwarno,2010):
.........................................………………….….......................................….….(2.1)
.………………….…….......................................….(2.2)
........………………….........................................……….(2.3)
Dimana: Y = nilai variabel Y berdasarkan garis regresi, populasi ke-nX = nilai independen, bilangan yang dihitung dari tahun ke tahuna = konstantab = koefisien arah garis (gradien) regresi linear
Xi = tahunYi = jumlah populasi
2.2.2 Metode Geometri
Metode ini didasarkan pada rasio pertambahan penduduk rata-rata tahunan. Sering digunakan
untuk meramal data yang perkembangannya melaju sangat cepat. Pertumbuhan penduduk di
plot pada semilog. Persamaan umumnya adalah (Suwarno,2010):
.………………….....……...........................................................................….(2.4)
Persamaan di atas dapat dikembalikan kepada model linear dengan mengambil anti logaritma
(ln). Persamaannya adalah:
Ln Y = ln a + b.ln X ...........................................................................................................(2.5)
Persamaan tersebut linier dalam ln X dan ln Y
.…………………..................…………………....……….(2.6)
.........………………….....……….(2.7)
II-2
Dimana: Y = Nilai variabel Y berdasarkan garis regresi, populasi ke-n X = Bilangan independen, bilangan yang dihitung dari tahun awal a = konstanta b = koefisien arah garis (gradien) regresi linier Xi = tahun
Yi = jumlah populasi
2.2.3 Metode Eksponensial
Metode eksponensial biasanya digunakan jika laju pertumbuhan penduduk proporsional
dengan jumlah penduduk asalnya. Metode ini sering dingunakan dalam perhitungan proyeksi
penduduk.
Pada metode ini persamaan yang digunakan adalah(Suwarno,2010):
Y = a . ebx ..............................................................................…………………...……….(2.10)
Dimana: Y = Nilai variabel Y berdasarkan garis regresi, populasi ke - n x = Bilangan independen, bilangan yang dihitung dari tahun awal a = Konstanta b = Koefesien arah garis (gradien) regresi linier e = 2,7183
...........................................………...…….....……….
(2.11)
.………………...............................................................……….(2.12)
2.2.4 Metode Logaritma
Metode logaritma merupakan kombinasi antara laju pertumbuhan dengan declining growth
rate. Metode ini dingunakan jika pertumbuhan penduduk yang terlalu besar akibat adanya
pembatasan jumlah penduduk (Suwarno,2010). Persamaan umumnya adalah :
.................................................................................……………….....……….(2.13)
Persamaan di atas dapat dikembalikan kepada model linear dengan mengambil anti logaritma
(Ln), dimana:
Y = a + b . LnX ....................................................................……………….....……….(2.14)
Apabila diambil X' = Ln X, maka diperoleh bentuk linear Y = a + b . X', dengan mengganti
nilai X = Ln X
..................................................……………….....……….(2.15)
II-3
...................……………….....……….(2.16)
Dimana: Y = Nilai variable Y berdasarkan garis regresi,populasi ke-n X = Bilangan independen, bilangan yang dihitung dari tahun awal a = Konstanta b = Koefisien arah garis (gradien) regresi linear.
Pemilihan Metoda Proyeksi
Pemilihan metode proyeksi dilakukan dengan menghitung standar deviasi (simpangan baku)
dan koefisien korelasi.
Rumus standar deviasi:
...................................................………………….....……….(2.8)
Rumus Koefisien Korelasi:
............................………………….....……….(2.9)
Dimana: xi = P – P’ yi = P = Jumlah penduduk awal = Pr = Jumlah penduduk rata-rata y’ = P’ = Jumlah penduduk yang akan dicari
Metode pilihan ditentukan dengan cara melihat nilai S yang terkecil dan nilai R yang paling
mendekati 1.
2.3 Debit Air Buangan
Kandungan yang ada dalam air buangan adalah bahan organik dan bahan anorganik.
Sedangkan debit air buangan sangat bergantung kepada (Metcalf & Eddy, 1979):
1. Pemakaian air minum, biasanya 60-80% dari debit air minum;
2. Jenis sambungan rumah;
3. Untuk industri, tergantung dari jenis industrinya;
4. Untuk daerah komersial tergantung dari jenis penggunaan daerah tersebut (misalnya untuk
hotel, restoran, toko, dan lain-lain).
Sistem pengelolaan, penyaluran, dan prinsip penyaluran air buangan mempunyai karakteristik
dan spesifikasi tertentu yang akan membedakannya dengan sistem penyediaan air minum
(Burton, 1979) yaitu:
1. Sistem pengelolaan air buangan terdiri dari 2 sistem, yaitu:
a. Sistem individual (on site sanitation), yakni sistem dengan kriteria sebagai berikut:
II-4
Untuk daerah low income (pedesaan, pinggiran kota);
Untuk industri;
Contohnya ialah jamban cubluk dan tangki septik.
Cubluk (pit privy)
Cubluk merupakan sistem pembuangan tinja yang paling sederhana. Terdiri atas
lubang yang digali secara manual dengan dilengkapi dinding rembes air yang dibuat
dari pasangan batu bata berongga, anyaman bambu dan lain lain (Sugiharto 1987).
Cubluk biasanya berbentuk bulat atau kotak, dengan potongan melintang sekitar 0.5-
1.0 m2, dengan kedalaman 1-3 m. Hanya sedikit air yang digunakan untuk
menggelontorkan tinja ke dalam cubluk. Cubluk ini biasanya di desain untuk waktu 5-
10 tahun Beberapa jenis cubluk antara lain:
- Cubluk tunggal
Cubluk tunggal dapat digunakan untuk daerah yang memiliki tinggi muka air tanah >
1 m dari dasar cubluk. Cocok untuk daerah dengan kepadatan < 200 jiwa/ha.
Pemakaian cubluk tunggal dihentikan setelah terisi 75%.
Gambar 2.1 Cubluk tunggal
Sumber : www.Cubluk tunggal.com
- Cubluk Kembar
Cubluk kembar dapat digunakan untuk daerah dengan kepadatan penduduk < 50
jiwa/ha dan memiliki tinggi muka air tanah > 2 m dari dasar cubluk . Pemakaian
lubang cubluk pertama dihentikan setelah terisi 75% dan selanjutnya lubang cubluk
kedua dapat disatukan. Jika lubang cubluk kedua terisi 75%, maka lumpur tinja yang
II-5
ada di lubang pertama dapat dikosongkan secara manual dan dapat digunakan untuk
pupuk tanaman .Setelah itu lubang cubluk dapat difungsikan kembali.
Gambar 2.2 Cubluk Kembar
Sumber : www.cubluk kembar.com
Septic Tank
Septic Tank merupakan suatu bangunan yang berfungsi sebagai penampung air kotor/tinja
(merupakan bahan organik) langsung dari WC dan urinoir. Didalam tangki tersebut air
limbah akan mengalami proses pembusukkan/perombakkan/penguraian oleh
mikroorganisme selama tiga hari.
Proses pembusukkan/perombakkan/penguraiannya terjadi secara aerob (mikroorganisme
membutuhkan oksigen) dan anaerob (mikroorganisme tidak membutuhkan oksigen).
Proses pengolahan limbah domestik yang terjadi pada tangki septik adalah proses
pengendapan dan stabilisasi secara anaerobik. Tangki septik bisa dianggap sebagai proses
pengolahan awal (primer). Tangki septik tidak efektif untuk mengurangi jumlah bakteri
dan virus yang ada pada limbah domestik. Jarak antara resapan dan sumber air untuk
keamanannya disyaratkan minimal 10 m. (tergantung aliran air tanah dan kondisi porositas
tanah).
- Konstruksi Septic Tank
Tangki septik terdiri dari dua buah ruang. Ruang pertama merupakan ruang pengendapan
lumpur. Volume ruang pertama ini memiliki volume 40–70% dari keseluruhan volume
tangki septik. Pada ruang kedua merupakan ruang pengendapan bagi padatan yang tidak
terendapkan pada ruang pertama. Panjang ruangan pertama dari tangki septic sebaiknya
dua kali panjang ruangan kedua, dan panjang ruangan kedua sebaiknya tidak kurang dari 1
m dan dalamnya 1,5 m atau lebih, dapat memperbaiki kinerja tangki. Kedalaman tangki
sebaiknya berkisar antara 1,0 – 1,5 m. Sedangkan celah udara antara permukaan air dengan
tutup tangki (free board) sebaiknya antara 0,3 sampai 0,5 m . Tangki septik harus
dilengkapi dengan lubang ventilasi (dipakai pipa Tee) untuk pelepasan gas yang terbentuk
II-6
dan lubang pemeriksaan yang digunakan untuk pemeriksaan kedalaman lumpur serta
pengurasan.
Gambar 2.3 Tipikal Tangki Septik
Sumber : Balai Lingkungan Permukiman
Gambar 2.4 Modifikasi Tangki Septik
Sumber : Balai Lingkungan Permukiman
- Material Septic Tank
Material untuk tangki septik harus kedap air untuk itu material yang bisa digunakan
adalah sebagai berikut:
Pasangan batu bata dengan campuran spesi 1 : 2 (semen : pasir). Material ini sesuai untuk
daerah dengan ketinggian air tanah yang tidak tinggi dan tanah yang relatif stabil
sehingga saat pelaksanaan pembuatannya tidak sulit untuk menghasilkan konstruksi yang
kedap air.
II-7
Beton bertulang. Material dari beton bertulang relatif sesuai untuk semua kondisi. Pada
lokasi dengan muka air tanah tinggi bisa digunakan beton pracetak.
Plastik atau fiberglas
Material plastik atau fiberglass sangat baik dari segi karakteristik kedap airnya namun
rendah dalam kemampuan menahan tekanan samping tanah dan yang perlu diperhatikan
adalah ketinggian muka air tanah yang yang bisa memberikan tekanan apung yang besar
pada tangki jenis ini pada saat tangki kosong.
- Kapasitas Tangki Septik
Untuk MCK komunal rumus-rumus yang digunakan:
Th = 1,5 0,3 log (P x Q) > 0,2 hari……..……………………..……….…..…………(2.1)
Di mana :
Th : Waktu penahanan minimum untuk pengendapan > 0,2 hariP : Jumlah orangQ : Banyaknya aliran, liter/orang/hari
Volume penampungan lumpur dan busa dihitung dengan rumus:
A = P x N xS……...…....……………..………….…..………………………………...(2.2)
Di mana :A : Penampungan lumpur yang diperlukan (dalam liter)P : Jumlah orang yang diperkirakan menggunakan tangki septikN : Jumlah tahun, jangka waktu pengurasan lumpur (min 2 tahun)S : Rata-rata lumpur terkumpul (liter/orang/tahun).
25 liter untuk WC yang hanya menampung kotoran manusia.40 liter untuk WC yang juga menampung air limbah dari kamar mandi.
Volume cairan dihitung kebutuhan kapasitas penampungan untuk penahanan cairan dengan
persamaan:
B = P x Q x Th………………………..………….…..………………………...…......(2.3)
Di mana :P : Jumlah orang yang diperkirakan menggunakan tangki septikQ : Banyaknya aliran air limbah (liter/orang/hari)Th : Keperluan waktu penahanan minimum dalam sehari.
Untuk tangki septik hanya menampung limbah WC (terpisah):
Th = 2,5 – 0,3 log (P.Q) > 0,5….……………………….…..………….…..………….(2.4)
Untuk tangki septik yang menampung limbah WC + dapur + kamar mandi (tercampur):
Th = 1,5 – 0,3 log (P.Q) > 0,2….…………………….……..………….…..………….(2.5)
II-8
Dari uraian diatas maka dapat diperhitungkan kebutuhan tangki septik komunal untuk lokasi
yang direncanakan sebagai berikut :
Jumlah penduduk terlayani : 50 orang
Waktu pengurasan direncanakan setiap (N) = 2 tahun (IKK Sanitation Improvenment
Programme, 1987)
Rata-rata Lumpur terkumpul l/orang/tahun (S) = 40 lt, untuk air limbah dari KM/WC.
(IKK Sanitation Improvenment Programme, 1987)
Air limbah yang dihasilkan tiap orang/hari = 10 l/orang/hari (tangki septik hanya
untuk menampung limbah kakus)
Kebutuhan kapasitas penampungan untuk lumpur.
A = P x N x S
= 50 org x 2 th x 40 l/org/th = 4000 lt = 4 m3
Kebutuhan kapasitas penampungan air.
B = P x Q x Th
Th = 2,5 – 0,3 log (P x Q) > 0,5
B = 50 org x 10 l/orang/hari x (2,5 – 0,3 log (50 org x 10 l/orang/hari))
= 845,2 lt
= 0,84 m3
Volume tangki septik komunal = A + B = 4 m3 + 0,84 m3 = 4,84 m3
Dimensi tangki septik komunal
- Tinggi tangki septik (h) = 1,5 m + 0,3m (free board/tinggi jagaan)
- Perbandingan Lebar tangki septik (L) : Panjang tangki (P) = 1 : 2
- Lebar tangki (L) = 1,3 m
- Panjang tangki (P) =2,6 m
Beerput
Sistem ini merupakan gabungan antara bak septik dan peresapan. Oleh karena itu
bentuknya hampir seperti sumur resapan (Sugiharto 1987). Untuk penerapan sistem
beerput, terdapat beberapa persyaratan yang harus dipenuhi, yaitu tinggi air dalam saluran
beerput pada musim kemarau tidak kurang dari 1,3 m dari dasar, jarak dengan sumur
minimal 8 m, volume diameternya tidak boleh < 1m dan apabila dibuat segi empat maka
sisi-sisinya harus lebih besar dari 0.9 m (Gambar 2.4).
II-9
Gambar 2.5 Beerput
Sumber : www. Off site sanitation.com
b. Sistem terpusat/off site sanitation/sistem komunal
MCK = sarana bersama;
Public sewer: jaringan saluran air buangan dan pengolahan.
Gambar 2.6 Sistem Sanitasi Terpusat
Sumber : www. Off site sanitation.com
3. Sistem penyaluran air buangan terdiri dari 5 sistem (Babbit, 1960):
a. Sistem terpisah (separate system)
Diterapkan bila suatu daerah mempunyai fluktuasi hujan yang besar;
Penyaluran air buangan (sanitary sewage) dan air hujan (storm sewage) terpisah;
Masing-masing mempunyai saluran sendiri;
- Saluran air buangan menggunakan saluran tertutup;
- Saluran air hujan menggunakan saluran terbuka dan konstruksi mudah.
II-10
Keuntungan dari sistem ini ialah diameter pipa air buangan lebih kecil karena
hanya untuk air buangan saja, tidak dipengaruhi oleh perbedaan debit musim hujan
ataupun kemarau, dan debit air buangan (Qab) kecil dan lebih higienis;
Kerugian dari sistem ini ialah biayanya lebih besar karena ada 2 saluran dan beban
pengolahan untuk Bangunan Pengolahan Air Buangan (BPAB) lebih besar.
Gambar 2.7 Sistem Saluran Terpisah
Sumber : www. Sistem Penyaluran air buangan.com
b. Sistem Tercampur (Combinate System)
Penyaluran air hujan dan air buangan disatukan;
Lebih cocok untuk daerah yang fluktuasi hujan dan kemarau kecil dimana
mempunyai perbedaan yang sedikit sekali;
Dapat berupa saluran tertutup/terbuka.
Keuntungan dari sistem ini yaitu memperhatikan purification alamiah sehingga
beban pengolahan berkurang;
Kerugian dari sistem ini yaitu:
- Diameter saluran lebih besar;
- Kurang efisien karena saluran panjang dan diameter besar, pemakaian sebentar
tidak ekonomis, biaya operasi dan pemeliharaan besar;
- Debit pengolahan lebih besar dan kurang higienis.
II-11
Gambar 2.8 Sistem Penyaluran Tercampur
Sumber : www. Sistem Penyaluran air buangan.com
c. Sistem Riol Ukuran Kecil (Small Bore Sewers)
Sistem penyaluran air efluen tangki septik dan/atau air limbah cucian (grey water);
Keadaan pengaliran bertebaran, tetapi gradien hidrolisnya masih di bawah elevasi
tangki septik dan alat-alat saniter daerah pelayanannya tidak terjadi air balik
(backwater);
Diameter saluran lebih kecil;
Lebih cocok diterapkan untuk daerah di mana semula sistem penyaluran air
buangannya adalah sistem setempat (tangki septik dan bidang rembesan);
Dialirkan ke BPAB;
Sebaiknya td ≤ 10 menit agar tidak septik (DO <);
Isi tangki septik secara periodik perlu dikuras dan diolah di IPLT (Instalasi
Pengolahan Limbah Tinja).
Gambar 2.9 Skema Small Bore Sewer
Sumber : www. Sistem Penyaluran air buangan.com
d. Saluran Riol Interseptor (Intersepting Sewer System)
Air hujan dengan debit tertentu dimasukkan dalam ujung hulu riol retikulasi untuk
penggelontoran;
II-12
Riol hulu melintas di atas riol interseptor, diperlintasan dihubungkan dengan pipa
tegak;
Pemasukan didesain hanya pada saat musim kering;
Pada musim hujan dengan debit dan kecepatan besar dapat meloncati pipa tegak
tersalurkan langsung ke BPAB (musim hujan riol interseptor kosong/kecil sekali).
Gambar 2.10 Sistem Penyaluran Kombinasi
Sumber : www. Sistem Penyaluran kombinasi.com
e. Sistem Riol Dangkal (Shallow Sewer System)
Sistem riol dengan pembebanan pipa relatif dangkal;
Luas dan unit pelayanan sistem riol maksimum sekitar 4 unit luas daerah
pelayanan retikulasi;
Satu unit daerah retikulasi sama dengan 800 jumlah rumah ukuran riol 225 mm,
jadi 4 kali 800 sambungan rumah yang masuk ke BPAB;
Luas maksimum daerah pelayanan shallow sama dengan 4 kali 25 Ha adalah 100
Ha dengan kepadatan rata-rata 160 jiwa/Ha.
Gambar 2.11 Layout saluran Shallow Sewerage pada perumahan tidak teratur (A)dan teratur (B)
II-13
f. Sistem Penyaluran Konvensional
Sistem penyaluran konvensional (conventional sewer) merupakan suatu jaringan
perpipaan yang membawa air buangan ke suatu tempat berupa bangunan pengolahan
atau tempat pembuangan akhir seperti badan air penerima.
Sistem ini terdiri dari jaringan pipa persil, pipa servis, pipa lateral, dan pipa induk
yang melayani penduduk untuk suatu daerah pelayanan yang cukup luas. Setiap
jaringan pipa dilengkapi dengan lubang periksa manhole yang ditempatkan pada
lokasi-lokasi tertentu. Apabila kedalaman pipa tersebut mencapai 7 meter, maka air
buangan harus dinaikkan dengan pompa dan selanjutnya dialirkan secara gravitasi ke
lokasi pengolahan dengan mengandalkan kecepatan untuk membersihkan diri.
Gambar 2.12 Sistem Penyaluran Konvensional
Sumber : www Sistem Penyaluran Konvensional .com
Syarat yang harus dipenuhi untuk penerapan sistem penyaluran konvensional:
Suplai air bersih yang tinggi karena diperlukan untuk menggelontor;
Diameter pipa minimal 100 mm , karena membawa padatan;
Aliran dalam pipa harus aliran seragam;
Slope pipa harus diatur sehingga V cleansing terpenuhi (0,6 m/detik);
Aliran dalam saluran harus memiliki tinggi renang agar dapat mengalirkan
padatan;
Kecepatan maksimum pada penyaluran konvensional 3 m/detik.
Kelebihan sistem penyaluran konvensional:
Tidak memerlukan septic tank
Kekurangan sistem penyaluran konvensional:
Biaya konstruksi relatif mahal.
II-14
Peraturan jaringan saluran akan sulit jika dikombinasikan dengan saluran small
bore sewer, karena dua sistem tersebut membawa air buangan dengan karakteristik
berbeda sehingga tidak boleh ada cabang dari sistem konvensional bersambung ke
saluran small bore sewer.
Menurut DPU (1989), daerah yang cocok untuk penerapan sistem penyaluran secara
konvensional :
Daerah yang sudah mempunyai sistem jaringan saluran konvensional atau dekat
dengan daerah yang punya sistem ini;
Daerah yang mempunyai kepekaan lingkungan tinggi, misalnya daerah perumahan
mewah, pariwisata;
Lokasi pemukiman baru, dimana penduduknya memiliki penghasilan cukup tinggi,
dan mampu membayar biaya operasional dan perawatan;
Di pusat kota yang terdapat gedung-gedung bertingkat yang apabila tidak
dibangun jaringan saluran, akan diperlukan lahan untuk pembuangan dan
pengolahan sendiri;
Di pusat kota, dengan kepadatan penduduk >300 jiwa/ha dan umumnya penduduk
menggunakan air tanah, serta lahan untuk pembuatan sistem setempat sangat sulit
dan permeabilitas tanah buruk.
g. Sistem Kombinasi
Pada sistem penyaluran secara kombinasi, air buangan dan air hujan disalurkan
bersama-sama sampai tempat tertentu baik melalui saluran terbuka atau tertutup, tetapi
sebelum mencapai lokasi instalasi antara air buangan dan air hujan dipisahkan dengan
bangunan regulator.
Air buangan dimasukkan ke saluran pipa induk untuk disalurkan ke lokasi
pembuangan akhir, sedangkan air hujan langsung dialirkan ke badan air
penerima.Pada musim kemarau air buangan akan masuk seluruhnya ke pipa induk dan
tidak akan mencemari badan air penerima.
Sistem kombinasi ini cocok diterapkan di daerah yang dilalui sungai yang airnya tidak
dimanfatkan lagi oleh penduduk sekitar, dan di daerah yang untuk program jangka
panjang direncanakan akan diterapkan saluran secara konvensional, karena itu pada
tahap awal dapat dibangun saluran pipa induk yang untuk sementara dapat
dimanfaatkan sebagai saluran air hujan.
4. Prinsip pengaliran terdiri atas (Babbit, 1960):
a. Prinsip pengaliran air buangan.
II-15
Saluran tertutup;
Saluran sepanjang mungkin agar semua area air buangan terlayani;
BPAB sejauh mungkin;
Memerlukan vent karena dekomposisi air buangan;
Daerah pelayanan seluas mungkin;
Saluran air buangan mengikuti jalur jalan.
b. Prinsip pengaliran air hujan:
Saluran terbuka;
Saluran sependek mungkin;
Tempat pembuangan air hujan sedekat mungkin;
Tidak memerlukan vent;
Daerah pengaliran sekecil mungkin;
Jalur induk harus keluar dari jalan.
Hal yang perlu diperhatikan dalam pengaliran air buangan (Babbit, 1960):
a. Pengaliran secara gravitasi;
b. Aliran dalam debit minimum harus tetap dapat membawa material yang ada dalam
saluran;
c. Dianjurkan dengan kecepatan yang disyaratkan dapat membersihkan saluran dengan
sendirinya;
d. Pengaliran harus dapat mensirkulasikan udara dan air buangan sehingga tidak terjadi
akumulasi gas-gas dalam pipa yang dapat mengakibatkan ledakan/kondisi vakum;
e. Pengaliran harus tiba secepatnya ke BPAB untuk menghindari terjadinya pembusukan,
untuk itu disyaratkan pengaliran tidak lebih dari 18 jam;
f. Pipa air buangan tidak boleh penuh (maximal 80%);
g. Pengaliran selalu unsteady terkadang uniform.
5. Jenis pipa air buangan
Jenis-jenis pipa yang ada pada jaringan perpipaan air buangan ialah (Babbit, 1960):
a. Pipa Persil
Adalah pipa yang langsung menerima air buangan dari sumbernya. Letaknya di
pekarangan rumah atau gedung. Biasanya berdiameter 4-5 inchi dan berupa pipa PVC.
b. Pipa Servis
Adalah pipa yang menerima air buangan dari pipa persil. Letaknya di luar pekarangan
rumah atau gedung. Biasanya berdiameter 6-8 inchi. Pemasangan pipa servis dapat
dilakukan dengan dua sistem, yaitu:
II-16
Sistem brandgang (dibelakang rumah), yaitu sistem penyaluran air buangan dari pipa
persil dari belakang rumah.
Sistem trotoir (didepan rumah), sistem penyaluran air buangan dari pipa persil dari
depan rumah.
c. Pipa Lateral
Adalah pipa yang menerima air buangan dari pipa servis. Letaknya memanjang di
sepanjang jalan di depan rumah/gedung. Biasanya berdiameter 8 inchi.
d. Pipa Cabang
Adalah pipa yang menerima air buangan dari pipa lateral dan berdiameter minimal 8
inchi.
e. Pipa Induk
Adalah pipa yang menerima air buangan dari pipa cabang dan membawanya ke
BPAB.
1 1 1 2 3
Keterangan: 1. Pipa persil 2. Pipa servis 3. Pipa lateral 4. Pipa cabang5. Pipa induk
Gambar 2.13 Istilah jaringan perpipaan air buangan
b.Sistem komunal (off site sanitation), yakni sistem yang pengelolaannya dilakukan secara
keseluruhan untuk suatu kota atau daerah.
Contoh dari sistem ini antara lain: mandi cuci kakus (MCK), jaringan air perpipaan atau
limbah (public sewer).
2. Sistem penyaluran air buangan terdiri dari 3 sistem, yaitu:
a. Sistem terpisah (separate system), yakni sistem dengan kriteria sebagai berikut:
Diterapkan bila suatu daerah mempunyai fluktuasi hujan yang besar;
Air buangan dan air hujan salurannya harus terpisah;
Keuntungan dari sistem ini ialah:
- Diameter pipa air buangan lebih kecil karena hanya untuk air buangan saja;
- Tidak dipengaruhi oleh perbedaan debit musim hujan ataupun kemarau;
II-17
BPAB
1
54
1
2
- Debit air buangan (Qab) kecil;
- Lebih higienis.
Sedangkan kerugian dari sistem ini ialah:
- Biayanya lebih besar karena ada 2 saluran;
- Beban pengolahan untuk Bangunan Pengolahan Air Buangan (BPAB) lebih besar.
b. Sistem tercampur (combined system), yakni sistem dengan kriteria sebagai berikut:
Diterapkan pada daerah dengan fluktuasi hujan yang kecil;
Pengaruh air hujan kecil;
Keuntungan dari sistem ini ialah beban untuk pengolahan lebih kecil;
Kerugian dari sistem ini ialah:
- Diameter saluran dan dimensinya kecil;
- Tidak efisien karena banyak ruangan yang kosong;
- Tidak higienis karena salurannya terbuka.
c. Sistem gabungan (intersector), yakni sistem dengan kriteria sebagai berikut:
Pada musim hujan air buangan disalurkan ke badan air (sungai);
Pada musim kemarau air buangan disalalrkan ke saluran air buangan.
3. Prinsip pengaliran pada air buangan terdiri atas:
a. Prinsip pengaliran untuk air buangan, dengan ketentuan sebagai berikut:
Salurannya tertutup;
Saluran diusahakan sepanjang mungkin agar semua area air buangan bisa ter-cover;
BPAB diletakkan sejauh mungkin;
Memerlukan vent karena dekomposisi air buangan;
Daerah pelayanan seluas mungkin;
Saluran air buangan mengikuti jalur jalan.
b. Prinsip pengaliran untuk air hujan, dengan ketentuan sebagai berikut:
Salurannya terbuka;
Saluran usahakan sependek mungkin;
Tempat pembuangan air hujan diletakkan sedekat mungkin;
Tidak memerlukan vent;
Daerah pengaliran sekecil mungkin;
Jalur induk harus keluar dari jalan.
Pada penyaluran air buangan, sistem pengaliran yang digunakan adalah (Burton, 1979):
1. Pengaliran secara gravitasi, yaitu pengaliran yang bersifat terbuka dalam saluran tertutup.
Pengaliran memanfaatkan gaya gravitasi dalam saluran;
II-18
2. Pengaliran yang bertekanan atau menggunakan pompa, yaitu pengaliran yang terjadi
karena ada pemompaan yang dilakukan dalam saluran tertutup karena muka air tidak
dapat berhubungan secara bebas dengan atmosfer.
Dari kedua jenis pengaliran diatas, sebaiknya digunakan pengaliran gravitasi karena bersifat
ekonomis dan tidak perlu pekerjaan tambahan seperti perawatan, perbaikan pompa, dan
pemeriksaan rutin yang biasanya dilakukan terhadap sistem pemompaan. Pemakaian pompa
sedapat mungkin diminimalkan, hanya dipakai jika pengaliran secara gravitasi tidak
memungkinkan.
Perhitungan debit air buangan:
Kuantitas/debit rata-rata air buangan
Secara umum dapat ditentukan dengan persamaan (Babbit, 1982):
Qrab = fab x Qrab .......................................................................................................(2.18)
dimana: Qrab = debit rata-rata air buangan (l//det)
fab = rasio air buangan (60% - 80%)
Qram = debit rata-rata air minum (l//det)
Debit maksimum/hari
Secara umum dapat ditentukan dengan persamaan (Babbit, 1982):
Qmd = (1,1- 1,25) x Qrab...........................................................................................(2.19)
Dimana: Qmd = debit maksimum/hari1,1-1,25 = faktor maksimumQrab = debit rata-rata air buangan
Debit maksimum/jam
Yaitu fluktuasi debit air buangan dalam1 hari. Rumus debit maksimum dapat dilihat pada
masing-masingn jenis pipa.
Debit minimum/jam
Secara umum dapat ditentukan dengan persamaan (Babbit, 1982):
Qmin = (0,2-0,8) x Qr..................................................................................................(2.20)
Debit infilitrasi
Secara umum dapat ditentukan dengan persamaan (Babbit, 1982):
Ada dua tempat yaitu:
Qinf persil = (0,1-0,3) x Qr..........................................................................................(2.21)
Qinf sepanjang jalur = 1-3 L/det/km
Berdasarkan persamaan diatas, debit air buangan juga tergantung pada jenis pipa dalam
jaringan Pipa:
1. Debit pipa persil (Qpp)
II-19
Qpp = 5 . p0,5 . Qmd ........................................................................................................(2.22)
Dimana: Qpp = Debit puncak desain pipa persil (l/det)p = Jumlah penduduk (ribu jiwa)Qmd = Debit saluran AB harian max (l/det/1000k)Qmd = (1,1 – 1,25) Qr
2. Debit pipa servis (Qps)
Qps = ½ . n . Qpp........................................................................................................................................................................................(2.23)
Dimana: Qps = Debit pipa servis (l/det)n = Jumlah bangunan/jumlah pipa persil
3. Debit pipa lateral (Qpl) dan debit pipa mayor (PI)
Persamaan yang digunakan:
Persamaan Moduto, digunakan untuk riol retikulasi jumlah penduduk pelayanan 2000-
4000 jiwa.
....................................................................................(2.24)
Qpb = Qpk + Qinf ...........................................................................................................................................................................(2.25)
Qinf = Fr . Qr + L . qinf.........................................................................................................................................................(2.26)
.............................................................................................(2.27)
.....................................................................................................................................................................................(2.28)
Dimana: Qpk = Debit puncak musim kering (l/det) Qpb = Debit puncak musim basah (l/det) Qinf = Debit tambahan dari infiltrasi air hujan (l/det) m = Jumlah lajur pipa servis Qpsr = Debit puncak rata-rata pipa servis (l/det)
Persamaan Babbit, digunakan untuk penduduk 4000-1 juta jiwa.
Qpk= 5 . p0,8 . Qm............................................................................................................................................................................ (2.29)
Qpb = Qpk + Qinf...............................................................................................................................................................................(2.30)
Qinf = Fr . Qr + L . qinf...............................................................................................................................................................(2.31)
Qmin= 1/5 . p1,2 . qmin....................................................................................................................................................................(2.32)
qmin= 0,8 qr............................................................................................................................................................................................(2.33)
Dimana: Fr . Qr = Debit infiltrasi pada daerah retikulasiFr = Faktor infiltrasi retikulasi
Untuk daerah elit, Fr = 0,1 Untuk daerah sedang, Fr = 0,2 Untuk daerah jelek, Fr = 0,3
Qr = Debit rata-rata (l/det)qinf = Debit saluran infiltrasi dalam pipa mayor (l/dtk/km)Qmin = Debit minimum (l/det)
Persamaan Babbit & Modifikasi Babbit, digunakan untuk penduduk > 1 juta jiwa.
II-20
Qpk = 5 . p1-z . Qmd..........................................................................................................................................................................(2.34)
Fp = 5 . p-z ............................................................................................................(2.35)
Qmin = 1/5 . p1+z . qmin.................................................................................................................................................................(2.36)
qmin = 0,8 qr...........................................................................................................(2.37)
z = ......................................................................................................(2.38)
p = penduduk dalam ribuan
2.4 Kriteria Perencanaan
2.4.1 Kecepatan Aliran
Dalam kriteria perencanaan air buangan kecepatan adalah hal penting yang harus
diperhatikan. Kecepatan aliran dibagi dua, yaitu (Babbit, 1960):
1. Kecepatan maksimum
Jika air buangan mengandung pasir, v = 2 - 2,4 m/det;
Jika air buangan tanpa pasir, v = 3 m/det.
Kecepatan di atas memenuhi kebutuhan untuk mengantarkan air buangan secepatnya
menuju instalasi, tidak terjadi penggerusan sehingga ketahanan pipa dapat dijaga.
2. Kecepatan minimum
Untuk daerah datar, v = 0,6 m/det;
Daerah tropis, v = 0,9 m/det
Kecepatan di atas mempertimbangkan kemampuan air buangan untuk self purification dan
mencegah air buangan lebih lama dalam pipa (sulfur tidak mengoksidasi pipa).
2.4.2 Kedalaman Aliran
Kedalaman aliran pada saluran air buangan sangat mempengaruhi kecepatan aliran.
Hubungannya dapat dilihat pada di bawah ini (Babbit 1960):
Kedalaman minimum pada pipa PVC adalah 5 cm, sedangkan beton 7,5-10 cm;
Kedalaman berenang, adalah kedalaman yang dianggap mampu membawa partikel saat
kecepatan minimum. Pada saat debit minimum dan kedalaman berenang tidak tercapai,
maka saluran harus digelontor;
Kedalaman maksimum adalah 2/3 dari diameter pipa.
Hubungan kedalaman aliran dengan diameter saluran :
Awal saluran (d/D) = 0,6;
Akhir saluran (d/D) = 0,8.
Jika d/D >0,8 maka diameter atau kemiringan saluran harus diperbesar. Sedangkan untuk
kedalaman maksimum (d max) = 2/3 D.
II-21
2.4.3 Kemiringan Saluran
Kemiringan saluran berpengaruh besar terhadap kecepatan aliran, biaya operasi dan
pemeliharaaan serta berhubungan dengan kedalaman pemasangan pipa. Pada penyaluran air
buangan, dikenal dua sistem pengaliran yang digunakan dan keduanya menggunakan
kemiringan yang berbeda yaitu (Babbit, 1960):
Pengaliran secara gravitasi, yaitu pengaliran yang memanfaatkan gaya gravitasi untuk
mengalirkan air dalam saluran baik saluran terbuka maupun saluran tertutup. Kemiringan
saluran disesuaikan antara topografi dengan rentang kemiringan yang diperbolehkan.
Pengaliran yang bertekanan atau menggunakan pompa, yaitu pengaliran yang terjadi
karena ada pemompaan yang dilakukan dalam saluran tertutup karena muka air tidak
dapat berhubungan secara bebas dengan atmosfer. Pompa biasanya dipakai pada daerah
cenderung mendatar atau mendaki. Kemiringan saluran dibuat efisien agar penggunaan
pompa dapat dihemat.
Kemiringan (slope) dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain:
Debit aliran;
Diameter pipa;
Mengingat sifat aliran air alami adalah aliran terbuka dan memanfaatkan gravitasi, maka
kemiringan saluran sangat berpengaruh pada kecepatan aliran. Dalam hal ini kemiringan
harus diusahakan sekecil mungkin, tapi mampu memberikan kecepatan yang diharapkan.
Keterangan lebih lanjut mengenai hubungan antara diameter pipa dengan slope dapat
dilihat pada Tabel 2.1
Tabel 2.1 Kemiringan Pipa Untuk Berbagai DiameterDiameter
Kemiringan(inci) (mm)8 200 0,0040
10 250 0,003012 300 0,002215 375 0,001518 450 0,001221 525 0,001024 600 0,0009
>27 675 0,0008 Sumber: Design and Construction of Sanitary and Storm Sewer, 1968
Profil dan badan jalan;
Kecepatan aliran yang diinginkan;
Karakteristik air buangan;
Kondisi daerah dan topografinya.
2.4.4 Perletakan Saluran
Hal-hal yang harus diperhatikan dalam perletakkan saluran adalah (Babbit, 1982):
II-22
1. Jaringan jalan yang ada;
2. Pengaruh bangunan yang ada;
3. Jenis dan kondisi topografi tanah;
4. Adanya saluran air minum, jika ada maka saluran air buangan diletakkan paling
bawah;
5. Ketebalan tanah urugan dan kedalaman pipa (minimal 1,2 meter, maksimal 7 meter).
Penempatan pipa pada jaringan jalan (DPU, 1996):
a. Penempatan saluran pada sisi jalan dengan elevasi yang lebih tinggi, yaitu bila jalan-
jalan dengan rumah atau bangunan di satu sisi lebih tinggi dari sisi lain;
saluran pipa
Gambar 2.14 Penempatan Saluran pada Sisi Jalan dengan Elevasi yang Lebih TinggiSumber: DPU, 1996
b. Di tepi jalan, sebaiknya di bawah trotoar atau tanggul jalan untuk menjaga
kemungkinan dilakukan penggalian dikemudian hari untuk perbaikan;
saluran pipa
Gambar 2.15 Penempatan Di Tepi JalanSumber: DPU, 1996
c. Penempatan di tengah, bawah jalan, bila jalan tidak terlalu lebar dan penerimaan air
buangan dari dua arah, yaitu kanan dan kiri jalan;
saluran pipa
Gambar 2.16 Penempatan Di TengahSumber: DPU, 1996
II-23
d. Saluran ditempatkan di tepi jalan pada bagian yang paling banyak
memberikan beban air buangan, bila penerimaan beban air buangan dari kiri dan
kanan jalan tidak sama;
saluran pipa
Gambar 2.17 Penempatan Di Tepi Jalan pada Bagian yang paling Banyak Memberikan Beban Air Buangan
Sumber: DPU, 1996
e. Saluran bisa diletakkan di kedua sisi jalan, bila di sebelah kanan
dan kiri jalan terdapat banyak sekali rumah atau bangunan;
saluran pipa
Gambar 2.18 Penempatan Di Kedua Sisi JalanSumber: DPU, 1996
f. Penempatan saluran bisa di tengah jalan bila jalan tersebut
mempunyai jumlah rumah atau bangunan sama banyak di kedua sisinya dan
mempunyai elevasi lebih tinggi dari jalan.
saluran pipa
Gambar 2.19 Penempatan Di Tengah Jalan yang Mempenyai jumlah Rumah atau Bangunan yang Sama Banyak
Sumber: DPU, 1996
2.4.5 Waktu Tempuh
Pengaliran harus tiba secepatnya ke BPAB untuk menghindari terjadinya pembusukan, untuk
itu disyaratkan pengaliran tidak lebih dari 18 jam (Babbit, 1960). Rumus waktu tempuh
(Babbit,1960):
T = Li / Vi ≤ 18 jam ..........................................................................................................(2.39)
Dimana: Li = jarak yang ditempuh tiap segmen (m)
Vi = kecepatan aliran tiap segmen pipa (m/det)
II-24
2.4.6 Profil Pipa
Beberapa pertimbangan dalam pemilihan bentuk pipa ialah:
Segi hidrolis pengaliran, dipertimbangkan kedalaman berenang dan kecepatan minimum;
Segi kontruksi
Harus tertutup, kedap air, memiliki kekuatan dan daya tahan yang cukup besar.
Kondisi lapangan dan topografi
Jika daerahnya memiliki kemiringan yang cukup untuk mengalirkan digunakan saluran
bersifat terbuka dalam saluran tertutup, namun untuk daerah yang relatif datar digunakan
saluran tertutup (sebaiknya dihindarkan karena biaya akan bertambah besar.
Ketersediaan tempat untuk penempatan saluran
Jika lahan cukup besar lebih baik menggunakan saluran tipe trapesium, sedangkan jika
lahannya kecil sebaiknya digunakan yang berbentuk segitiga atau segiempat.
Segi ekonomis dan teknis
Mempertimbangkan biaya yang akan digunakan pada perancangan (cost minimal) dan
kemudahan dalam konstruksi.
Bentuk-bentuk pipa yang digunakan bulat lingkaran, debit konstan dan diameter kecil.
Bentuk-bentuk dari saluran air buangan adalah (Babbit, 1960):
a. Saluran terbuka
Bentuk saluran yang dipakai yaitu:
Saluran terbuka dengan fluktuasi aliran kecil
Gambar 2.20 Saluran terbuka dengan fluktuasi aliran kecil
Saluran terbuka dengan fluktuasi besar
Gambar 2.21 Saluran terbuka dengan fluktuasi aliran besar
b. Bentuk saluran yang dipakai untuk saluran tertutup:
Bulat telur Bulat lingkaran persegi
Gambar 2.22 Saluran tertutup
II-25
Keuntungan dan kerugian saluran yang berbentuk bulat telur:
Kedalaman (d) berenang lebih tinggi;
Dapat mengatasi fluktuasi yang berlebihan;
Sambungannya susah dalam pemasangan;
Biayanya lebih mahal;
Sulit diperoleh di pasaran.
Keuntungan dan kerugian saluran yang berbentuk bulat lingkaran:
Lebih kuat;
Gaya-gaya yang terjadi lebih merata;
Mudah didapat;
Diameter dan panjangnya terbatas.
Keuntungan dan kerugian saluran berbentuk persegi:
Bisa dibangun di tempat;
Kurang dan tidak begitu kuat;
Lebih tebal;
Gaya-gaya yang terjadi tidak terurai dengan merata.
Material Saluran Air Buangan
Material saluran yang digunakan dalam sistem penyaluran air buangan terbagi atas (Babbit,
1960):
1. Pipa Poly Vinil Chlorida (PVC);
Kekurangan pipa PVC, yaitu:
Kurang tahan terhadap sinar ultraviolet, sehingga sebaiknya diberi lapisan penutup;
Diameternya relatif kecil.
Kelebihan pipa PVC, yaitu:
Ringan;
Mudah penanganan dan pemasangannya;
Tahan asam;
Lajurnya panjang;
Kedap air;
Halus;
Lebih fleksibel.
II-26
Gambar 2.23 Pipa PVC
Sumber : www.jenispipa.com
2. Pipa Galvanized Iron Pipe (GIP/ Besi/ Baja);
Kekurangan pipa besi dan baja, yaitu:
Untuk pipa besi cor, biayanya sangat mahal;
Pipa baja bisa menimbulkan tekanan negatif karena dinding relatif tipis;
Pipa baja tidak tahan korosi;
Kelebihan pipa besi dan baja, yaitu:
Umur operasinya relatif lebih panjang;
Tahan korosi (pipa besi cor);
Pengalirannya bagus;
Tahan tekanan baik dari dalam maupun dari luar;
Lebih mudah dipasang dan kecil kemungkinan terjadinya kebocoran;
Untuk pipa baja cocok digunakan dalam keadaan dimana diameter yang besar dan
tekanan yang tinggi;
- Pipa baja dapat tahan lebih dari 50 tahun;
- Pipa baja lebih kuat dan lebih ringan.
Gambar 2.24 Pipa Besi
Sumber : www.jenispipa.com
3. Pipa Asbes Cement Pipe (ACP/ Asbes);
Pipa semen-asbes terdiri dari campuran semen Portland dan serat asbes yang dibuat pada
mandrel baja berputar dan kemudian dipadatkan dengan tekanan giling baja.
Kekurangan pipa asbes, yaitu:
II-27
Kurang tahan terhadap asam, sehingga cocok untuk pipa roil sampai servis saja;
Serabutnya dapat menimbulkan bahaya, debu asbes dapat menyebabkan penyakit
asbestosis, sehingga pipa tidak boleh bocor/keretakan.
Kelebihan pipa asbes, yaitu:
Harga relatif murah;
Sambungan kedap air dan infiltrasi rendah;
Sifat dalam mengalirkan air baik, ringan, mudah penanganannya, dan mudah
dipotong, disambung dan dipadukan (fitting).
Gambar 2.25 Pipa Asbes
Sumber : www.jenispipa.com
4. Pipa Beton;
Pipa Beton terbuat dari bahan campuran semen, pasir dan kerikil dengan perbandingan
menurut Standar Industri Indonesia (SII) atau standar luar negeri, missal Standar Amerka
(ASTM).
Kekurangan pipa beton, yaitu:
Kualitasnya sering kurang terawasi, missal terlalu lembek (banyak air), sehingga
sebelum kering dapat berubah bentuk dan kadang-kadang belum begitu kering sudah
dipasang, akibatnya banyak kerusakan;
Cara pencetakannya sering kurang digetarkan dengan baik, sehingga isi campurannya
(agregat) kurang homogeny dan kurang padat, yang mengakibatkan kekuatannya
kurang merata dan kemungkinannya ada celah-celah, bocor;
Kurang tahan terhadap asam, sehingga perlu bahan tambahan, yaitu bagian dalam
dinding pipa diberi lapisan seperti gelas email.
Kelebihan pipa beton, yaitu:
Ekonomis untuk pipa beton tak bertulang;
Dapat dibuat setempat atau dekat proyek;
Tahan lama dan tahan terhadapkorosi;
Dapat tahan sampai 75 tahun.
II-28
Gambar 2.26 Pipa Beton
Sumber : www.jenispipa.com
5. Pipa Fiber Glass;
Kekurangan pipa fiberglass, yaitu:
Harganya sangat mahal.
Kelebihan pipa fiberglass, yaitu:
Sangat tahan terhadap asam dan elastic;
Tahan terhadap korosi (air limbah industry);
Cocok untuk pipa induk karena diameternya besar.
Gambar 2.27 Pipa Fiber GlassSumber : www.jenispipa.com
6. Pipa Clay.
Kekurangan pipa tanah liat, yaitu;
Mudah pecah;
Untuk diameter kecil, ukurannya pendek.
Kelebihan pipa tanah liat, yaitu;
Tahan terhadap asam, sehingga tidak perlu diberi lapisan gelas email, kecuali jika
diperlukan untuk kehalusan permukaan dinding bagian dalam.
Material saluran yang digunakan harus memenuhi syarat-syarat secara teknis yaitu:
Saluran harus tertutup;
II-29
Kedap air, sehingga kemungkinan terjadinya infiltrasi bisa diatasi.
Gambar 2.28 Pipa Tanah Liat
Sumber : www.jenispipa.com
7. Pipa HDPE
Pipa HDPE polietilen kerapatan tinggi atau pipa HDPE adalah berat badan, yang kuat
ringan dan produk yang fleksibel yang dapat digunakan sebagai saluran (duktus) atau
innerduct. Kedua varietas HDPE halus dan bergelombang yang tersedia. HDPE sering
digunakan dalam listrik, utilitas dan telekomunikasi untuk melindungi tanah kabel dan
garis dari dampak, lingkungan, cuaca, hewan pengerat, dan kondisi korosif lainnya.
Keuntungan pipa HDPE mudah menekuk sekitar hambatan seperti jalan raya atau sungai.
Hal ini memungkinkan instalasi trenchless garis bawah tanah dan memberikan
penghematan biaya yang signifikan. Pipa HDPE adalah fleksibel dan dapat membungkuk
untuk radius lentur minimum 30 kali diameter luar pipa itu. Sendi pipa HDPE bisa panas
menyatu bersama-sama untuk membentuk gabungan bebas kebocoran dan sangat kuat.
Gambar 2.29 Pipa HDPE
Sumber : www.pipa-HDPE.com
Selain syarat-syarat di atas, dalam pemilihan material saluran air buangan juga harus
memperhatikan faktor-faktor berikut ini:
Saluran harus tertutup;
Kedap air, sehingga kemungkinan terjadinya infiltrasi akan bisa diatasi;
Material saluran yang dipakai harus dapat mengalirkan air buangan dengan baik;
Memiliki kekuatan dan daya tekan yang tinggi;
II-30
Tahan terhadap asam dan korosi;
Kekasaran pipa, yang akan mempengaruhi aliran dalam saluran;
Kemudahan dalam konstruksi, mudah didapat di pasaran;
Tanah tempat penanaman pipa.
Material-material saluran yang disebut diatas mempunyai kekurangan dan kelebihan
tersendiri. Hal ini harus diperhatikan dalam pemilihan material saluran sehingga bisa
disesuaikan dengan situasi dan kondisi dimana saluran akan dibangun.
2.4.7 Pola Jaringan Saluran
Pola-pola jaringan sistem penyaluran air buangan itu adalah (Metcalf & Eddy, 1979):
1. Pola interceptor, digunakan untuk sistem terpisah dan tercampur dan umumnya digunakan
karena faktor curah hujan yang besar;
Gambar 2.31 Pola Interseptor
Sumber Metcalf & Eddy, 1979
2. Pola zona, digunakan untuk sistem tercampur dan diterapkan pada daerah pelayanan yang
terbagi-bagi oleh adanya sungai, dimana pipa penyebarangan/perlintasannya mahal ;
Gambar 2.32 Pola Zona
Sumber Metcalf & Eddy, 1979
3. Pola fan, digunakan untuk sistem terpisah dan pada daerah pelayanan yang terletak pada
suatu lembah;
Gambar 2.33 Pola Fan
II-31
Sumber Metcalf & Eddy, 1979
4. Pola radial, digunakan untuk sistem tercampur dan terpisah dengan pola jaringan
pengaliran dari tengah kota, menyebar ke segala arah memerlukan instalasi yang banyak,
dan cocok diterapkan pada daerah pelayanan yang berupa bukit.
Gambar 2.34 Pola Radial
Sumber Metcalf & Eddy, 1979
Pola Perpendicular (Tegak Lurus)
Pola ini dapat diterapkan untuk sistem jaringan penyaluran air buangan pada sistem
terpisah maupun tercampur, namun pada pola ini banyak diperlukan Bangunan Pengolahan
Air Buangan (BPAB).
Gambar 2.35 Pola Perpendicular
Sumber Metcalf & Eddy, 1979
Dalam penentuan pola jaringan yang akan dibuat pada suatu kota/wilayah/daerah
perencanaan, ada beberapa faktor yang perlu diperhatikan, yakni:
Tipe saluran air buangan;
Luas dan jalur jalan;
Topografi, hidrologi, dan geologi;
Batas kota/wilayah/daerah perencanaan;
Lokasi pengolahan dan pembuangan.
2.4.8 Kedalaman Pemasangan Saluran
Penentuan kedalaman pemasangan berdasarkan pada kebiasaan dan pengalaman. Kedalaman
pemasangan juga berbeda untuk masing-masing jenis pipa penyaluran. Biasanya untuk pipa
II-32
persil 0,45 m, pipa servis 0,6 mm dan pipa lateral dan selanjutnya antara 1 s/d 1,2 m (Babbit,
1960).
2.4.8 Bangunan Pelengkap
Beberapa bangunan pelengkap dalam penyaluran air buangan (Babbit, 1960):
1. Manhole
Merupakan lubang pada jalur pipa yang berfungsi untuk mengontrol dan membersihkan
saluran. Manhole ditutup dan dilengkapi dengan ventilasi udara, ukurannya biasanya 80-100
cm. Manhole biasanya diletakkan pada:
Setiap perubahan diameter;
Setiap perubahan kemiringan saluran;
Setiap perubahan arah aliran (vertikal, horizontal > 22,5o);
Setiap pertemuan aliran/percabangan saluran.
Diameter manhole harus cukup untuk memasukkan pekerja dan peralatannya. Diameter juga
bervariasi ditiap kedalamannya. Data lebih lanjut dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Diameter Manhole Pada Tiap Kedalaman Pipa
No Kedalaman (m)
Diameter Minimum (mm)
1 <0,8 0,82 0,8-2,1 13 >2,1 1,5
Sumber: Metcalf & Eddy, 1991
Kriteria manhole:
Dinding dan pondasi kedap air;
Harus tahan terhadap gaya luar;
Luas manhole harus cukup dimasuki operator;
Badan manhole dapat berupa beton, pasangan batu kali dan beton bertulang;
Bagian atap (tutup) harus fleksibel, mudah diperbaiki, kuat menahan gaya di atasnya,
mudah didapat di pasaran dan berfungsi sebagai vent.
Semakin besar diameter pipa maka jarak antar manhole nya juga semakin besar dan
sebaliknya, seperti yang terlihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3 Jarak Manhole Pada Jalur Lurus
Diameter (mm) Jarak Manhole100 – 500 50 – 100
500 – 1000 100 – 1251000 – 2000 125 – 150
> 2000 150 – 200Sumber : Metcalf & Eddy, 1991
II-33
2. Drop Manhole
Ada beberapa kriteria pemasangan drop manhole dalam sistem penyaluran air buangan,
yaitu:
Digunakan jika elevasi muka air riol penerima lebih rendah dan mempunyai beda
tinggi ≥ 0,45 m terhadap riol;
Riol pemasukan dibuat di luar manhole dengan sambungan Y atau T;
Digunakan untuk mencegah terjunan bebas air yang dapat merusak dasar manhole &
mengganggu operator.
Mengurangi gas H2S yang lepas.
Drop manhole digunakan apabila saluran yang dating (biasanya lateral), memasuki
manhole pada titik dengan ketinggian lebih dari 2 ft (0,6 m) di atas saluran
selanjutnya;
Drop manhole dipasang pada pertemuan saluran yang ketinggiannya tidak sama
(berbeda elevasi > 45 cm);
Tujuan dari pemakaian drop manhole adalah untuk melindungi orang yang masuk dan
menghindari splashing atau ceburan air buangan yang dapat merusak saluran akibat
penggerusan dan pelepasan H2S. Drop manhole yang sering digunakan:
- Tipe Z (pipa drop 90o)
- TipeY (pipa drop 45o)
(A) (B)
Gambar 2.36 Manhole Riol Tipikal (A) dan Drop Manhole (B) Sumber: Masduki, 2000
3. Terminal Clean Out
Berfungsi sebagai tempat memasukkan alat pembersih ke saluran pipa untuk penggelontoran.
Biasanya ditempatkan pada ujung pipa lateral dan dekat dengan hidran kebakaran.
II-34
4. Siphon
Siphon diperlukan bila saluran melewati jalan, sungai, jalan kereta api. Perlu diperhatikan:
Kehilangan energi, perlu diberikan tekanan udara;
Kemudahan dalam pemasangan dan pemeliharaan.
Kriteria perencanaan:
Diameter minimal 15 cm;
Pipa harus terisi penuh, agar air tetap mengalir;
Kecepatan minimal 1 m/det, bila tidak maka perlu disuntikkan udara;
Tidak boleh terlalu tajam belokannya;
Perencanaanya harus mempertimbangkan Qmin, Qmax dan Qrata-rata;
Pada awal atau akhir siphon dibuat manhole.
Perhitungan kehilangan tekanan dalam siphon sangat penting dalam perencanaan siphon,
sehingga diketahui perbedaan ketinggian pada awal dan akhir siphon. Cara menghitung
kehilangan tekanan siphon:
H = v 2 ( 1+ a+ b+ L/D )...................................................................................................(2.40) 2ga = 1 - 1.............................................................................................................................(2.41)
b = 1,5 ( 0,01989 + 0,0005078/D )....................................................................................(2.42)
Dimana: H = Kehilangan tekanan sepanjang siphon (m)v = Kecepatan aliran dalam siphon (m/det)g = Gravitasi (m/det2)a = Koefisien kontraksi pada mulut dan belokan pipa b = Koefisien gaya gesek antara air dan pipaL = Panjang pipa (m)D = Diameter pipa (m)
Sedangkan untuk menentukan dimensi pipa siphon:
Q = A . v = 1/4 D2. v ....................................................................................................(2.43)
Dimana: Q = Debit air buangan (m/det)A = Luas penampang pipa (m2)D = Diameter pipa (m)
5. Ventilasi Udara
Bangunan ini berfungsi untuk:
a. Mengeluarkan gas yang berbau;
b. Memasukkan udara segar ke saluran;
c. Mencegah timbulnya gas H2S sebagai proses dekomposisi zat organik dalam saluran;
d. Mengatur tekanan udara.
II-35
Ventilasi udara diperlukan jika perjalanan air buangan membutuhkan waktu > 18 jam ke
BPAB. Jarak ventilasi untuk aliran ideal/lancar:
X = v . t..............................................................................................................................(2.44)
Dimana: X = jarak ventilasi (m)v = kecepatan aliran (m/det)t = waktu tempuh (det)
6. Bangunan Penggelontor ( Flush tank)
Bangunan ini berfungsi untuk:
a. Mencegah pengendapan;
b. Mencegah pembusukan;
c. Menjamin tinggi berenang (dB) air buangan.
Faktor-faktor yang harus diperhatikan untuk air penggelontor:
a. Air harus bersih, tidak banyak mengandung lumpur, tidak bersifat asam dan basa,
tidak asin sehingga tidak menyebabkan korosi;
b. Air penggelontor tidak boleh menambah kotor saluran.
Penggelontoran dilakukan pada:
a. Pipa-pipa utama; pipa cabang, pipa induk dan pipa lateral, disebabkan kecilnya
kemiringan saluran sehingga mudah terjadi pengendapan;
b. Pipa-pipa daerah pelayanan kecil;
c. Awal manhole, permulaan pipa.
Banyaknya air yang dibutuhkan untuk penggelontoran tergantung pada:
a. Diameter saluran;
b. Kemiringan dan panjang pipa;
c. Kedalaman minimum (dmin);
d. Kedalaman berenang (dB).
Biasanya jumlah air penggelontoran 4 m3, kecepatan penggelontoran diatur sedemikian rupa
agar tidak terjadi water hammer. Ada dua sistem penggelontoran yang digunakan, yaitu:
1. Sistem kontinu
Sistem penggelontoran secara terus menerus dengan debit konstan.
Keuntungan sistem ini:
a. Tinggi berenang selalu tercapai dan kecepatan aliran dapat diatur;
b. Hanya butuh beberapa bangunan penggelontoran, pada awal pipa;
c. Terjadi pengenceran, sehingga beban pengolahan berkurang;
d. Kemungkinan aliran tersumbat kecil;
e. Pengoperasian mudah.
II-36
Kerugian sistem ini:
a. Diameter pipa yang dibutuhkan besar;
b. Penambahan beban hidrolis;
c. Tidak ekonomis, jika airnya dari PDAM (Perusahaan Daerah Air Minum).
2. Sistem Berkala
Sistem penggelontoran yang hanya dilakukan saat debit air buangan mencapai debit
minimum (Qmin).
Keuntungan sistem ini:
a. Dapat diatur sesuai kebutuhan pada saat Qmin;
b. Qpenggelontor sesuai kebutuhan;
c. Dimensi pipa kecil;
d. Tidak menambah beban hidrolis.
Kerugian sistem ini:
a. Penyumbatan besar;
b. Estetika saluran kurang terjamin;
c. Butuh unit bangunan penggelontor sepanjang pipa sesuai kebutuhan;
d. Pengoperasian butuh tenaga ahli.
Rumus penggelontoran:
...........................................................................................(2.45)
.......................................................................................................(2.46)
............................................................................(2.47)
Dimana: Vg = Volume air penggelontor (liter)Qg = Debit penggelontor (l/det)Vw = Kecepatan air gelontor (m/det)L = Panjang pipa yang digelontor (m)Ag = Luas penampang basah saat dg (m2)Amin = Luas penampang basah saat dmin (m2)Vmin = Kecepatan air saat Qmin (m/det) Dg = Kedalaman titik berat penampang air penggelontor = 2/5 dg dmin = Kedalaman titik berat penampang pada Qmin = 2/5 dmin
Persyaratan gelontor adalah apabila dmin dari air buangan pada pipa saluran (dmin) < tinggi
berenangnya (dB) dimana dB = dg, berkisar antara 5-10 cm.
II-37
Air yang digunakan untuk menggelontor dapat berasal dari:
1. Air Tanah
Air ini cukup bersih, tapi dalam pemanfaatannya kita butuh tenaga untuk menaikkannya,
dan butuh biaya konstruksi dan pemeliharaan;
2. Air Hujan
Air ini berasal dari sistem drainase kota dengan membuat Connection between the Sewer
and Drainage system (CSD). Sistem ini akan mengurangi tenaga manusia, murah, airnya
bersih karena menggunakan saringan. Penggunaan air ini sangat tergantung besar dan
lamanya curah hujan dan butuh pemeliharaan terhadap saringannya;
3. Air Hidran
Keuntungan menggunakan air ini, airnya bersih, tidak mengandung pasir dan padatan.
Namun biayanya besar dan kita butuh tenaga ahli untuk operasi dan pemeliharaannya;
4. Air Sungai
Keuntungan penggunaan air ini: biayanya kecil, dan kuantitasnya besar. Tapi air sungai
banyak mengandung zat padat terlarut, dan debitnya tergantung pada musim.
7. Pompa dan Rumah Pompa
Fungsi pompa dalam penyaluran air:
a. Mengangkat air dari tempat yang rendah ke yang lebih tinggi;
b. Memindahkan air buangan dari suatu zona ke zona lain;
c. Menghindari galian yang lebih dalam.
Rumah pompa dilengkapi dengan sumur pengumpul (wetwell) dengan waktu detensi 10-30
menit. Pompa yang biasa digunakan adalah pompa centrifugal non clogging yang terbagi
atas:
Axial flow
Digunakan untuk air hujan. Karakteristik pompa ini: mahal, tekanan < 9 meter dan Ns =
8000-16000 rpm
Mixed flow
Digunakan untuk air hujan dan juga air buangan. Pompa ini memiliki Ns = 4200-9000
rpm dan paling murah
Radial flow
Digunakan untuk air buangan, dan banyak yang menggunakannya karena jarak antara
impellernya jauh, sehingga memperkecil penyumbatan. Ns = 4200-6000 rpm dan harganya
sedang.
II-38
Ns adalah spesific speed yang menunjukkan efisiensi dari pompa.
Cara menentukannya:
Ns = ................................................................................................................. (2.48)
Dimana: Ns = spesific speedN = jumlah putaran H = head pompa
Yang harus diperhatikan dalam perencanaan pompa:
- Pompa yang direncanakan pada aliran puncak;
- Head pompa dan jumlah pompa minimal 2 buah;
- Pompa diatur otomatis sehingga pada saat waktu detensi tertentu pompa bekerja.
8. Belokan
Yang perlu diperhatikan dalam perencanaan belokan:
a. Pada belokan tidak boleh ada perubahan penampang melintang saluran;
b. Dinding bagian dalam dibuat selicin mungkin;
c. Bentuk harus seragam, baik radius atau kemiringannya;
d. Diatasnya harus ada manhole;
e. Radius lengkung pendek harus dihindari untuk mengurangi kehilangan tinggi tekan.
9. Transition & Junction
Junction adalah pertemuan beberapa saluran pada satu titik. Sedangkan transition adalah
perubahan dimensi saluran. Hal-hal yang harus diperhatikan:
a. Dinding bagian dalam selicin mungkin;
b. Kecepatan aliran setiap saluran diusahakan seragam;
c. Perubahan aliran pada junction tidak boleh terlalu tajam, seperti saluran cabang
dengan saluran induk, minimal 450.
10. Sambungan Rumah
Faktor-faktor yang harus dipertimbangkan:
a. Air buangan tidak boleh mengganggu kelancaran saluran utama;
b. Jika air buangan dari sambungan rumah masuk horizontal ke saluran utama
diusahakan sudut pertemuan maksimum 450;
c. Jika air buangan dari sambungan rumah masuk vertikal, air buangan tidak boleh
mengalir melalui dinding saluran untuk menghindari kerak;
d. Diameter pipa 100-150 mm, dengan kemiringan 2%, kalau terpaksa bisa 1%;
e. Setiap sambungan rumah harus punya minimal 1 bak kontrol untuk penggelontoran
dan membersihkan saluran.
II-39