Belajar › Unit pengolahan
Bak ukur dan kontrol keluaran
Rujukan buku: Buku 3, Bab 8
Apa fungsinya
Bak ukur adalah bak kecil di ujung IPAL, sebelum air dibuang ke saluran atau badan air. Di dalamnya dipasang pelat berambang segitiga (V-notch, ambang Thomson) bersudut 90 derajat. Dengan membaca tinggi air di atas ujung bawah segitiga, operator dapat mengetahui debit keluaran tanpa alat listrik. Bak ini juga menjadi titik resmi pengambilan sampel untuk pemantauan mutu keluaran dan pelaporan ke dinas lingkungan hidup.
Cara kerja
- Air dari unit terakhir masuk ke bak, menenang, lalu melimpah melalui celah segitiga.
- Makin besar debit, makin tinggi air di atas titik terendah segitiga. Hubungan tinggi dan debit sudah baku, sehingga cukup satu papan duga (mistar) untuk membaca debit.
- Pelat ambang berbentuk segitiga dipilih karena untuk debit kecil (beberapa L/detik) perubahan tinggi airnya masih cukup besar untuk dibaca. Ambang persegi pada debit sekecil ini hanya naik beberapa milimeter.
- Ruang di hilir ambang harus lebih rendah dari ujung segitiga, agar air jatuh bebas dan bacaan tidak terganggu.
Rumus dan cara menghitung
Untuk ambang segitiga 90 derajat (satuan SI):
Q = 1,417 x h^2,5 h = (Q / 1,417)^0,4
Q= debit (m3/detik);h= tinggi muka air di atas titik terendah segitiga (m), dibaca di hulu ambang
Tabel bantu dari rumus yang sama:
| h (cm) | Q (L/detik) |
|---|---|
| 5 | 0,79 |
| 6 | 1,25 |
| 8 | 2,56 |
| 10 | 4,48 |
| 15 | 12,35 |
Tinggi air di bak = h pada debit puncak + jarak ambang ke dasar (0,30 m). Bak ukur juga menyumbang kehilangan tinggi tekan sebesar h puncak + 0,10 m (jatuh bebas di hilir ambang); angka ini masuk ke profil hidrolis.
Tinggi air di atas ambang
Tinggi air di atas ambang (h) adalah tinggi muka air di hulu pelat diukur dari titik terendah celah segitiga. Inilah angka yang dibaca operator untuk mengetahui debit.
Bila h terlalu kecil, air menempel pada pelat (tidak jatuh bebas), tegangan permukaan ikut berpengaruh, dan selisih satu-dua milimeter sudah berarti kesalahan debit yang besar. Bila h terlalu besar, debit berada di luar jangkauan rumus baku, air bisa meluap di atas sisi segitiga, dan bak harus lebih dalam.
Aplikasi memeriksa h pada debit puncak terhadap rentang 6,0-38,0 cm (ISO 1438). Perlu diingat: pada malam hari debit jauh di bawah rata-rata dan h bisa turun di bawah 6 cm; bacaan saat itu hanya perkiraan.
Kalau muncul PERIKSA: debit berada di luar jangkauan ambang 90 derajat. Untuk debit sangat kecil pakai segitiga bersudut lebih kecil; untuk debit besar pakai ambang persegi atau dua ambang. Aplikasi baru menghitung ambang 90 derajat, jadi catat pilihan itu pada gambar kerja.
Jarak ambang ke dasar bak
Jarak ambang ke dasar bak adalah tinggi titik terendah celah segitiga dari lantai bak di sisi hulu.
Jarak ini membuat air di depan ambang cukup dalam dan pelan, sehingga muka airnya datar dan bacaan h tepat. Bila jarak terlalu kecil, air datang dengan kecepatan berarti, permukaannya miring, dan endapan di lantai segera mencapai celah ambang. Bila terlalu besar, bak lebih dalam dan galian bertambah tanpa manfaat tambahan.
Rentang di aplikasi: minimal 0,20 m (ISO 1438). Aplikasi memakai nilai tetap 0,30 m, sehingga pemeriksaan ini selalu OK selama nilai itu tidak diubah.
Kalau muncul PERIKSA: naikkan pelat ambang atau perdalam lantai bak sampai jarak paling sedikit 0,20 m. Akibatnya muka air di hulu bak naik atau galian bertambah; periksa ulang profil hidrolis.
Kriteria perancangan
| Kriteria | Rentang | Acuan |
|---|---|---|
| Tinggi air di atas ambang (debit puncak) | 6,0 - 38,0 cm | ISO 1438; ambang segitiga 90 derajat |
| Jarak ambang ke dasar bak | ≥ 0,20 m | ISO 1438 |
Ukuran baku bak: 1,50 m x 0,80 m (dalam), jarak ambang 0,30 m, jagaan 0,25 m, dinding 0,15 m.
Kesalahan yang sering terjadi
- Pelat ambang dipasang miring atau titik terendahnya tidak sama tinggi dengan nol papan duga.
- Papan duga dipasang tepat di depan celah. Muka air di sana sudah turun; pasang beberapa kali h di hulu ambang.
- Hilir ambang tergenang karena saluran pembuang terlalu tinggi, sehingga air tidak jatuh bebas.
- Bak tanpa tutup yang bisa dibuka; petugas tidak bisa mengambil sampel dengan aman.
- Celah segitiga dibuat dari beton yang kasar. Pakai pelat logam tahan karat atau akrilik bertepi tajam.
Pemeliharaan dan pengoperasian
Bersihkan sampah dan lendir yang menempel di celah ambang setiap minggu; kotoran kecil saja sudah mengubah bacaan. Catat h dan jam baca di buku harian operasi. Ambil sampel keluaran di bak ini sesuai jadwal pemantauan, dengan wadah bersih dan label waktu.
Studi kasus: bak ukur Griya Asri
Rangkaian R1. Debit puncak 4,34 L/detik; debit rata-rata 1,74 L/detik.
- h puncak = (0,00434 / 1,417)^0,4 = 0,099 m = 9,9 cm.
- h rata-rata = (0,00174 / 1,417)^0,4 = 6,8 cm.
- Tinggi air di bak = 0,099 + 0,30 = 0,40 m; tinggi bak = 0,40 + 0,25 = 0,65 m.
- Kehilangan tinggi tekan = 0,099 + 0,10 = 0,20 m.
| Hasil | Nilai |
|---|---|
| Ukuran dalam | 1,50 m x 0,80 m, tinggi bak 0,65 m |
| Jarak ambang ke dasar | 0,30 m |
| BOD / TSS di titik sampel | 20,4 / 13,0 mg/L |
| Pemeriksaan | Nilai | Batas | Status |
|---|---|---|---|
| Tinggi air di atas ambang (puncak) | 9,9 cm | 6,0-38,0 | OK |
| Jarak ambang ke dasar bak | 0,30 m | ≥ 0,20 | OK |
Pada debit rata-rata h masih 6,8 cm, di atas batas bawah. Pada debit malam yang lebih kecil dari rata-rata, h akan turun di bawah 6 cm; untuk IPAL sebesar ini hal itu wajar.
Rujukan
- ISO 1438, Hydrometry: Open channel flow measurement using thin-plate weirs.
- Buku 3, Bab 8 (seri Menggambar Teknik untuk Teknik Lingkungan).
- Permen LHK No. 68 Tahun 2016 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik.