Belajar › Konsep dasar

Bentuk dan ukuran bak

Rujukan buku: Buku 3, Bab 8

Hitungan proses hanya memberi volume atau luas perlu. Bentuk bak lalu dipilih agar aliran merata, bak mudah dibangun, dan muat di lahan.

Dari volume ke ukuran bak

A = V / h
L = akar( A / (n x r) )      dibulatkan ke atas, kelipatan 0,05 m
P = A / (n x L)               dibulatkan ke atas, kelipatan 0,05 m

V = volume efektif perlu (m3), h = tinggi air (m), A = luas dasar perlu (m2)
n = jumlah modul paralel, r = sasaran panjang : lebar
P, L = panjang dan lebar dalam satu modul (m)

Pembulatan ke atas membuat volume terpasang sedikit lebih besar dari volume perlu. Tinggi dinding = tinggi air + jagaan. Pada unit bersekat, panjang kompartemen diikat pada tinggi air dan sisa luas dilimpahkan ke lebar, lalu ke modul paralel.

Perbandingan panjang : lebar

Coba di simulasi →

Perbandingan panjang : lebar (P/L) adalah berapa kali panjang bak terhadap lebarnya, searah aliran. Bak terlalu pendek dan lebar membuat air memintas dari lubang masuk ke pelimpah sehingga padatan tidak sempat mengendap. Bak terlalu panjang dan sempit menaikkan kecepatan memanjang dan menambah dinding.

Rentang per unit di aplikasi:

Unit	Rentang P/L	Sasaran bawaan
Pengendap awal	2,0 - 6,0	3,0
Tangki septik	2,0 - 3,0	2,5
Lahan basah, per sel	2,0 - 4,0	3,0

Unit lain memakai sasaran tetap tanpa pemeriksaan (bak pengumpul dan aerasi 1,5; pengendap akhir 3,0; desinfeksi 2,5; pengering lumpur 2,0).

Kalau muncul PERIKSA: ubah sasaran P/L. Sasaran lebih besar membuat bak panjang dan sempit; lebih kecil membuat bak lebar dan bisa menambah modul. Pembulatan 5 cm kadang menggeser nilai sedikit keluar batas; cukup geser sasaran 0,1-0,2.

Tinggi air

Coba di simulasi →

Tinggi air adalah kedalaman dari dasar bak sampai muka air saat bak bekerja. Tinggi air menentukan luas: tinggi dua kali lipat, luas separuhnya. Terlalu dangkal boros lahan dan lumpur mudah teraduk. Terlalu dalam membuat galian dalam, mendekati muka air tanah, dan menambah beban dinding.

Rentang per unit:

Bak pengumpul: 1,0 - 3,0 m (bawaan 1,50 m)
Tangki septik: 1,2 - 2,5 m (bawaan 2,00 m)
Tanpa pemeriksaan: pengendap awal dan ABR 2,00 m; aerasi dan pengendap akhir 3,00 m; desinfeksi 1,20 m; filter anaerobik dan biofilter aerob = tinggi media + 0,70 m.

Kalau muncul PERIKSA: kembalikan ke rentang. Tinggi air lebih besar mengecilkan luas dan lebar terpakai, tetapi dasar bak turun; periksa lagi sisa tinggi tekan dan muka air tanah.

Tinggi media

Coba di simulasi →

Tinggi media adalah tebal lapisan batu pecah atau sarang tawon tempat bakteri melekat. Terlalu tipis memberi luas lekat dan waktu kontak kecil sehingga penyisihan turun. Terlalu tebal mudah tersumbat di bagian bawah, sulit dibersihkan, dan menambah biaya media. Pada filter anaerobik dan biofilter aerob, tinggi air = tinggi media + ruang bawah 0,40 m + ruang atas 0,30 m.

Rentang per unit:

Filter anaerobik: 0,80 - 1,50 m (bawaan 1,20 m)
Biofilter aerob: 1,00 - 2,50 m (bawaan 1,50 m)
Lahan basah: bawaan 0,60 m, tanpa pemeriksaan.

Kalau muncul PERIKSA: kembalikan ke rentang. Media lebih tebal mengurangi luas biofilter (volume media tetap) tetapi menambah tinggi air; media lebih tipis menambah luas dan modul.

Jagaan (freeboard)

Jagaan (freeboard) adalah jarak tegak dari muka air sampai puncak dinding atau pelat tutup. Ruang ini menampung buih, kerak, gelombang saat debit puncak, gas di bawah tutup, dan kenaikan muka air bila pipa keluar tersumbat. Terlalu kecil membuat air meluap atau buih menyentuh tutup; terlalu besar hanya menambah beton dan galian.

Nilai bawaan (aplikasi tidak memeriksa jagaan):

0,25 - 0,30 m: saringan, bak pengumpul, pengendap awal, desinfeksi, bak ukur, pengering lumpur
0,40 m: tangki septik, ABR, filter anaerobik, biofilter aerob, pengendap akhir
0,50 m: bak aerasi; 0,20 m: tanggul lahan basah

Kalau muncul PERIKSA: jagaan tidak diperiksa langsung. Mengurangi jagaan hanya menghemat sedikit beton; jangan kurang dari bawaan pada unit anaerobik bertutup dan bak aerasi.

Jumlah kompartemen

Coba di simulasi →

Jumlah kompartemen adalah banyaknya ruang bersekat yang dilalui air berurutan dalam satu bak. Makin banyak, aliran makin mendekati aliran sumbat dan lumpur tertahan di tiap ruang. Terlalu sedikit membuat air cepat lolos; terlalu banyak membuat ruang sempit, kecepatan naik membesar, dan kehilangan tekan bertambah (di aplikasi 0,04-0,10 m per kompartemen).

Rentang per unit:

ABR: 4 - 6 kompartemen (bawaan 6)
Filter anaerobik dan biofilter aerob: bawaan 2, tanpa pemeriksaan

Kalau muncul PERIKSA pada ABR: kembalikan ke 4-6. Kompartemen lebih sedikit memperluas tiap ruang dan menurunkan kehilangan tekan, tetapi penahanan lumpur memburuk.

Panjang kompartemen

Panjang kompartemen adalah jarak searah aliran di dalam satu ruang bersekat. Pada ABR air turun lewat ruang turun lalu naik melewati selimut lumpur; bila ruang naik lebih panjang dari kedalamannya, aliran naik tidak merata dan sebagian lumpur tidak dilewati air.

Kriteria berupa perbandingan panjang kompartemen terhadap tinggi air:

ABR: 0,30 - 0,80 (aplikasi memakai 0,6 x tinggi air)
Filter anaerobik 0,8 x tinggi air; biofilter aerob 1,0 x tinggi air (tanpa pemeriksaan)

Kalau muncul PERIKSA: ubah tinggi air ABR. Panjang kompartemen mengikuti tinggi air; kelebihan luas dipindah ke lebar dan jumlah modul.

Jumlah modul paralel

Jumlah modul paralel adalah banyaknya bak kembar yang bekerja berdampingan dan membagi debit sama rata. Modul ditambah bila lebar hitung melebihi lebar maksimum: 3,50 m untuk sebagian besar unit, 4,00 m untuk bak aerasi dan pengendap akhir. Batas ini menjaga bentang pelat tutup wajar dan memungkinkan satu modul dikuras sementara yang lain bekerja.

Kalau muncul PERIKSA: jumlah modul tidak diperiksa langsung; nilainya hasil hitungan. Akibatnya muncul pada lebar luar bangunan = (lebar + 2 x tebal dinding) x jumlah modul, yang dibandingkan dengan lebar terpakai. Bila modul yang banyak membuat lebar lahan PERIKSA, naikkan tinggi air atau sasaran P/L.

Sekat pengarah

Sekat pengarah adalah dinding di dalam bak yang memaksa air berkelok, sehingga seluruh air tinggal hampir sama lama. Pada bak kontak desinfeksi hal ini menentukan: air yang memintas keluar sebelum klor sempat bekerja. Sekat terlalu sedikit membiarkan pintasan; terlalu banyak membuat lorong sempit, sulit dibersihkan, dan menambah beton.

Rentang di aplikasi:

Desinfeksi: 2 - 6 sekat (bawaan 3)
Pengendap awal dan tangki septik: 1 sekat (ruang 2 : 1), otomatis

Kalau muncul PERIKSA: kembalikan ke 2-6. Menambah sekat memperbaiki pola aliran tanpa mengubah volume, tetapi menambah beton dan bekisting.

Kesalahan yang sering terjadi

Memakai volume perlu sebagai ukuran gambar. Pakai ukuran terpasang setelah pembulatan.
Menurunkan tinggi air demi galian dangkal, lalu terkejut luas dan jumlah modul membengkak.
Menggambar modul paralel tanpa bak pembagi di hulu; debit tidak terbagi rata.

Studi kasus: Griya Asri, ukuran ABR dan filter anaerobik

Rangkaian R1 (abr-af), debit rata-rata 150,0 m3/hari, debit puncak 15,62 m3/jam.

ABR. Penentu adalah kecepatan aliran naik: luas satu kompartemen = 15,62 / 2,00 = 7,81 m2, untuk 6 kompartemen setara 93,75 m3 (lebih besar dari 62,50 m3 menurut waktu tinggal). Panjang kompartemen = 0,6 x 2,00 = 1,20 m, sehingga lebar hitung 6,5 m melebihi 3,50 m dan dipakai 2 modul lebar 3,30 m. Satu modul 7,80 m x 3,30 m x 2,40 m (air 2,00 m + jagaan 0,40 m). Pemeriksaan: 6 kompartemen OK, panjang kompartemen : tinggi air 0,60 OK.

Filter anaerobik. Tinggi air = 1,20 + 0,40 + 0,30 = 1,90 m. Volume dari waktu tinggal 75,00 m3, luas satu kompartemen 19,74 m2. Panjang kompartemen diikat 0,8 x 1,90 m, sehingga dipakai 4 modul x 2 kompartemen berukuran 1,55 m x 3,25 m; satu modul 3,25 m x 3,25 m x 2,30 m. Lebar luar gabungan 14,60 m paling menentukan lebar lahan R1. Tinggi media 1,20 m OK.

Rujukan

Buku 3, Bab 8.
SNI 2398:2017 Tata cara perencanaan tangki septik dengan pengolahan lanjutan.
Sasse, L. (1998). DEWATS: Decentralised Wastewater Treatment in Developing Countries.
Metcalf & Eddy. Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery.

← Beban organik, F/M, dan umur lumpur Kebutuhan oksigen dan udara →