Langkah Perencanaan Saluran Air Limbah

Dasar perencanaan suatu sistem penyaluran air limbah berpedoman pada kriteria-kriteria yang paling memungkinkan untuk dapat diterapkan sesuai dengan kondisi dan situasi setempat.

Dalam perencanaan jaringan penyaluran air limbah perlu memperhatikan:
1.      Jaringan induk mampu melayani seluruh daerah pelayanan.
2.      Pengaliran air limbah harus kontinyu dalam waktu relatif singkat.
3.      Keamanan saluran harus terjamin dan tidak mencemari lingkungan.
4.      Besar saluran sesuai dengan kuantiyas air limbah yang dihasilkan.
5.      Pemilihan sistem yang ekonomis.
6.      Saluran harus tertutup untuk mencegah kontaminasi. 

Dalam perencanaan air limbah n ini diperlukan adanya beberapa kriteria sebagai dasar perencanaan. Kriteria ini perlu ditetapkan untuk mendapatkan suatu perencanaan yang tepat dan terkondisi pada suatu daerah tertentu. Kriteria dasar perencanaan sistem penyaluran air buangan harus memperhatikan hal berikut:

a.       Daerah Pelayanan

Daerah pelayanan Sistem Penyaluran Air Limbah disesuaikan dengan daerah pelayanan distribusi air bersih dengan tujuan agar pada daerah yang dilayani juga akan tercapai sarana sanitasi yang baik. Selain itu juga disesuaikan dengan faktor-faktor yang dapat mempengaruhi. Faktor-faktor tersebut antara lain adalah:

·         Tinggi rendahnya tanah sehingga dapat diketahui garis kemiringan wilayah
·         Kepadatan penduduk yang ada di wilayah tersebut
·         Tata guna lahan

Diterapkan berdasarkan:

·         Jumlah penduduk yang dilayani pada suatu jalur pipa dan mengikuti pola penjumlahan komulatif dari hilir saluran.

·         Jumlah aktifitas bangunan-bangunan domestik.

Pembagian jalur pengumpulan ini juga disesuaikan dengan faktor-faktor yang dapat mempengaruhi, antara lain:

·         Sungai, rawa, kolam yang ada

·         Tinggi rendah muka tanah
·         Daerah yang terendap air
·         Perencanaan jalan
·         Kepadatan penduduk
·         Kepadatan bangunan yang ada
·         Ketinggian muka air tanah
·         Arah pengaliran sungai serta tinggi maksimum dan minimum
·         Jenis tanah
·         Tata guna laha


b.      Debit Air Limbah
Besarnya debit air limbah yang dihasilkan dapat ditentukan dengan memperhatikan :
1.    Sumber air limbah
2.    Besarnya pemakaian air bersih.
3.    Jenis bahan saluran, cara-cara penyambungan dan banyaknya bahan pelengkap lainnya.
4.    Curah hujan, daya serap dan keadaan air tanah.


Hal-hal yang harus diperhitungkan adalah sebagai berikut :

a.       Debit Air Limbah Rata-Rata Harian

Dari hasil perkiraan besarnya debit penggunaan air bersih untuk rumah tangga, bangunan umum, institusional dan sebagainya, tidak keseluruhannya akan mengalir sebagai air limbah. Kehilangan ini terjadi karena adanya evaporasi, penyiraman tanaman, minum, yang besarnya diperkirakan sebesar 15%-40%. Dengan kata lain, debit air limbah rata-rata harian merupakan jumlah dari debit air limbah domestik dan debit air limbah non domestik.

Untuk mencari besarnya debit air limbah domestik dapat digunakan rumus:

Q_d  =  (60%-85%) x q _d

Sedangkan untuk mencari besarnya debit air limbah  non domestik digunakan rumus:

Q_nd  =  (60%-85%) x q _nd   

Sehingga besarnya debit air limbah rata-rata per harinya adalah :

Q_ave =  Q_d  +  Q_nd  

Di mana : Q_d    =  debit air limbah domestik (L/det)                              

 Q_nd    =  debit air limbah non domestik (L/det)

 Q_ave   =  debit rata-rata air limbah per hari (L/det)

q _d       =  kebutuhan air bersih domestik (L/orang/hari)

                q _nd    =  kebutuhan air bersih non domestik (L/orang/hari)

           (Sumber : Metcalf and Eddy, 1981)

b.      Debit Infiltrasi Air Tanah dan Air Hujan

Jika digunakan sistem terpisah, harus diperhitungkan pula debit air yang masuk ke dalam jalur perpipaan, yaitu infiltrasi air tanah dan air hujan. Infiltrasi ini tidak dapat dihindarkan karena hal tersebut disebabkan oleh :

-   Pekerjaan sambungan pipa yang kurang sempurna.

-   Jenis material saluran dan perlengkapan yang dipakai.
-   Kondisi air tanah dan fluktuasi muka tanah.
-   Celah-celah yang terdapat pada permukaan saluran (manhole) dari bangunan pelengkap saluran.


Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut :

Q_{ave inf}        =  ( F_inf  x Luas Area ) / 86400 

Di mana   : Q_{ave inf}      =  debit rata-rata infiltrasi (L/det)  
                   F_inf           =  faktor   infiltrasi  ( dari  grafik  average infiltration  allowance)
                   Luas Area=  luas area pelayanan (Ha)

Dari debit rata-rata infiltrasi, didapatkan Q peak infiltration dengan persamaan berikut

Q_{peak inf}    =  f _{peak inf}  x  Q_{ave inf}    

Dimana        : Q_{peak inf}    =   debit puncak infiltrasi (L/det)  

        f _{peak inf}    =  faktor  peak infiltrasi ( dari grafik   peak  infiltration   allowance)

c.       Fluktuasi Pengaliran

Fluktuasi air limbah tergantung pada fluktuasi pemakaian air bersih. Pada waktu pemakaian air bersih memuncak, besarnya debit air limbah pun akan meningkat. Hal yang sama akan berlaku apabila pemakaian air bersih berada dalam debit minimum. Fluktuasi air limbah yang perlu diperhitungkan, yaitu :

-  Debit air limbah rata-rata (Q_r)

Q_r  =  Q_d + Q_nd  

Di mana:   Q_r        =  debit air limbah rata-rata (L/det) 

                  Q_bd         =  debit air limbah domestik (L/det) 

                  Q_bnd     =  debit air limbah non domestik (L/det) 

-  Debit air limbah puncak (Q_peak)

Q_peak  =  f_peak  x  Q_r 

Di mana:   Q_peak     =  debit air limbah puncak (L/det) 

                  Q_r             =  debit air limbah rata-rata (L/det) 

                  f_peak      =  faktor puncak

-  Debit air limbah minimum (Q_min)

Q_min  =  1/5 x (P/1000)^1,2 x Q_r    

Di mana  :  Q_min  =  debit air limbah minimum (L/det) 

                   Q_r       =  debit air limbah rata-rata (L/det) 

                   P      =  penduduk

-  Debit air limbah total (Q_tot)

Q_tot =  Q_inf   + Q_peak    

Di mana : Q_tot    =  debit air limbah total (L/det) 

                 Q_inf      =  debit infiltasi (L/det) 

                 Q_peak  =  debit air limbah puncak (L/det) 

Perhitungan fluktuasi aliran ini penting dan berpengaruh cukup besar pada sistem penyaluran air limbah, diantaranya adalah :

-    Kemungkinan terjadinya pengendapan dalam saluran bila kecepatan alirannya terlalu lambat.

-    Akibat pengendapan tersebut menyebabkan terjadinya proses pembusukan air limbah.

-    Diperlukan penggelontoran bila kecepatan minimum tidak dapat lagi dicapai, sehingga air limbah akan mengendap.

a.       Kecepatan Aliran

Kecepatan pengaliran dalam sistem penyaluran air limbah harus berada dalam batasan – batasan kecepatan tertentu, sebagai berikut :

1.      Kecepatan Minimum

Kecepatan ini didasarkan pada kemampuan pengaliran untuk memberikan daya pembilasan sendiri saluran tersebut terhadap endapan-endapan. Kecepatan minimum yang biasa digunakan dalam perencanaan penyaluran air limbah adalah 0,6 m/dt. Disamping itu juga terdapat kecepatan minimum menurut kebutuhannya, misalnya :

-   Untuk mencegah terjadinya endapan organik maka digunakan kecepatan minimum 0,3 m/dt.

-   Untuk mencegah pengendapan partikel mineral seperti pasir dan kerikil digunakan kecepatan minimum 0,75 m/dt.

-   Untuk saluran air limbah yang tertekan dimana pembersihan adalah sulit dilaksanakan digunakan kecepatan minimum yang digunakan adalah 1,0 m/dt. Salah satu contoh saluran air limbah yang tertekan adalah Inverted Syphon.

2.      Kecepatan Maksimum

Kecepatan ini didasarkan pada kemampuan saluran terhadap adanya kemungkinan gerusan-gerusan yang terjadi oleh aliran yang mengandung partikel kasar. Agar tidak terjadi penggerusan, maka kecepatan maksimum yang diperbolehkan adalah sekitar 2,5 - 3,0 m/dt. Meskipun harus diingat pula bahwa penggerusan bisa disebabkan karena proses alam.

e.       Kedalaman Aliran dalam Saluran

Kedalaman air minimum saluran adalah 50 mm pada saat Q_Minimum. Tinggi renang minimum 50 mm merupakan hasil dari penelitian yang memperhitungkan bahwa pada kedalaman tersebut bahan limbah padat terendam seluruhnya sehingga dalam jarak beberapa meter semuanya dapat hancur dengan segera.

f.      Kemiringan Saluran Penanaman Pipa

Untuk kondisi medan yang relatif datar, dibutuhkan penanaman jaringan pipa dengan kemiringan minimal yang dapat memberikan kecepatan pengaliran dengan daya pembilasan sendiri dengan nilai kekasaran Manning, n = 0,013 dan n = 0,015. Berikut ini diberikan Tabel 1 Slope minimum berdasarkan diameter pipa.

Slope Minimum Berdasarkan Diameter Pipa