Studio IPALbelajar · simulasi · rancang

Belajar › Unit pengolahan

Bak pengumpul / ekualisasi

Rujukan buku: Buku 3, Bab 8

Coba di simulasi →

Apa fungsinya

Bak pengumpul adalah bak pertama sesudah saringan. Bak ini menampung air limbah dari jaringan perpipaan, meredam hentakan aliran, dan meratakan arah aliran sebelum masuk ke unit pengolahan. Pada IPAL yang memerlukan pompa, bak ini juga berfungsi sebagai sumur pompa.

Bak ekualisasi dalam arti penuh adalah bak yang cukup besar untuk menyimpan kelebihan debit siang hari lalu melepasnya pada malam hari, sehingga unit sesudahnya menerima debit hampir tetap. Bak pada aplikasi ini dirancang dengan waktu tinggal pendek, jadi perannya terutama sebagai bak pengumpul dan penenang. Aplikasi tidak memberi penyisihan BOD maupun TSS pada bak ini.

Cara kerja

Air dari pipa induk masuk dengan kecepatan dan arah yang tidak teratur. Di dalam bak, kecepatan turun, gelombang teredam, dan air keluar melalui satu pipa atau pelimpah pada elevasi yang tertentu. Unit sesudahnya, misalnya pengendap awal atau tangki septik, menerima aliran yang lebih tenang.

Waktu tinggal yang singkat memberi dua keuntungan. Air limbah belum sempat membusuk dan menimbulkan bau. Padatan juga belum sempat mengendap banyak, sehingga bak tidak cepat penuh lumpur. Bila waktu tinggal terlalu lama, bak berubah menjadi tangki pengendap yang tidak direncanakan: lumpur menumpuk di dasar dan gas busuk keluar dari tutup.

Rumus dan cara menghitung

Volume dihitung dari debit puncak per jam dan waktu tinggal rancangan.

V_perlu = Qp,jam x t / 60
A_perlu = V_perlu / H
L = lebar dibulatkan ke atas per 0,05 m dari akar (A_perlu / 1,5), minimal 1,00 m
P = A_perlu / L, dibulatkan ke atas per 0,05 m
t_nyata = (P x L x H) / Qp,jam x 60
  • V_perlu = volume efektif perlu (m3)
  • Qp,jam = debit puncak (m3/jam)
  • t = waktu tinggal rancangan (menit), baku aplikasi 20 menit
  • H = tinggi air (m), baku 1,50 m
  • A_perlu = luas dasar perlu (m2); 1,5 = perbandingan panjang : lebar yang dituju
  • P, L = panjang dan lebar dalam bak (m)
  • t_nyata = waktu tinggal setelah ukuran dibulatkan (menit)

Tinggi total bak = tinggi air + jagaan, dibulatkan ke atas per 0,05 m. Jagaan baku 0,30 m. Aplikasi menghitung kehilangan tinggi tekan 0,10 m melalui bak ini.

Lihat juga waktu tinggal dan debit puncak di halaman konsep.

Batas peran ekualisasi

Ekualisasi penuh biasanya membutuhkan volume dari diagram massa debit per jam selama satu hari. Hasilnya sering berupa puluhan persen debit harian. Untuk 150 m3/hari, angka itu berarti puluhan m3, jauh lebih besar daripada bak 20 menit.

Pada rangkaian anaerobik (pengendap awal, ABR, filter anaerobik), unit itu sendiri sudah memiliki waktu tinggal belasan jam dan cukup tahan terhadap variasi debit harian. Karena itu bak pengumpul pendek sudah memadai. Ekualisasi penuh lebih bermanfaat bila ada pompa yang harus bekerja pada debit tetap, atau bila sesudahnya ada unit yang peka seperti lumpur aktif. Aplikasi tidak menghitung diagram massa; bila ekualisasi penuh diperlukan, hitung terpisah dan masukkan sebagai waktu tinggal yang lebih panjang.

Kriteria perancangan

Kriteria Rentang Acuan
Waktu tinggal pada debit puncak 10 - 60 menit Buku 3, Bab 8
Tinggi air 1,00 - 3,00 m Buku 3, Bab 8

Nilai baku aplikasi: waktu tinggal 20 menit, tinggi air 1,50 m, jagaan 0,30 m, perbandingan panjang : lebar 1,5, lebar minimal 1,00 m.

Kalau muncul PERIKSA pada waktu tinggal, ubah isian waktu tinggal rancangan atau tinggi air. Bila tinggi air keluar rentang, pilih nilai antara 1,0 dan 3,0 m. Bak yang lebih dalam menghemat lahan tetapi menambah galian dan menurunkan elevasi muka air ke unit berikutnya.

Kesalahan yang sering terjadi

  • Menghitung volume dengan debit rata-rata. Bak ini meredam aliran puncak, jadi debit puncaklah yang menentukan.
  • Memperbesar bak tanpa alasan. Waktu tinggal di atas 60 menit tanpa aerasi membuat air limbah membusuk dan berbau.
  • Meletakkan pipa keluar terlalu dekat dengan pipa masuk. Aliran langsung melintas, peredaman tidak terjadi.
  • Lupa lubang periksa (manhole) dan tangga. Bak tidak bisa dikuras bila pasir dan sampah halus menumpuk.
  • Menyebutnya bak ekualisasi di dokumen padahal volumenya hanya beberapa m3. Penilai teknis akan menanyakan diagram massanya.

Pemeliharaan dan pengoperasian

Periksa bak sekali seminggu dari lubang periksa. Angkat sampah terapung yang lolos dari saringan. Pasir dan endapan di dasar dikuras bila tebalnya sudah sekitar 10-20 cm, biasanya beberapa bulan sekali, dengan truk penyedot atau pompa lumpur. Bila ada pompa, uji pelampung (float switch) dan pompa cadangan secara bergilir.

Studi kasus: bak pengumpul Griya Asri

Studi kasus

Rangkaian R1 (abr-af), 300 SR, debit rata-rata 150,0 m3/hari, debit puncak 4,34 L/detik = 15,62 m3/jam.

Langkah hitungan dari aplikasi:

  1. Volume perlu = 15,62 m3/jam x 20/60 jam = 5,21 m3.
  2. Pada tinggi air 1,50 m, luas perlu = 3,47 m2.
  3. Lebar = akar(3,47 / 1,5) = 1,52 m, dibulatkan menjadi 1,55 m. Panjang = 3,47 / 1,55 = 2,24 m, dibulatkan menjadi 2,25 m.
  4. Ukuran dalam 2,25 m x 1,55 m x 1,50 m = 5,23 m3. Waktu tinggal nyata 20,1 menit.
  5. Tinggi total = 1,50 + 0,30 = 1,80 m.

Hasil pemeriksaan:

Kriteria Nilai Batas Status
Waktu tinggal pada debit puncak 20,1 menit 10 - 60 OK
Tinggi air 1,50 m 1,00 - 3,00 OK

Bak ini menampung kira-kira 3,5 persen debit harian (5,23 dari 150 m3), jadi perannya peredam aliran, bukan ekualisasi harian. Mutu air tidak berubah: BOD 400 mg/L dan TSS 285 mg/L masuk dan keluar. Rangkaian R2 (septik-af) memakai bak dengan ukuran yang sama.

Rujukan

  • Buku 3, Bab 8 (seri Menggambar Teknik untuk Teknik Lingkungan).
  • Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery.
  • Sasse, L. (1998). DEWATS: Decentralised Wastewater Treatment in Developing Countries.
← Saringan kasar (bar screen) Bak pengendap awal →