## MITL
Media Ilmiah Teknik Lingkungan Volume 5, Nomor 2, Agustus 2020
Artikel Hasil Penelitian, Hal. 108-115
Analisis Sistem Jaringan Perpipaan Penyalur Air Limbah (Studi Kasus: Proyek Pengembangan Sistem Saluran Air Limbah Di Pulau Batam Tahap I Kecamatan Batam Kota)
Harry Kurniawan 1 , Imam Setiyohadi 2 , Rizman Hidayat 3 1,2,3 Universitas Riau Kepulauan, Batam,Kepulauan Riau Surel: 1 harry@ft.unrika.ac.id, 2 imam.cahaya90@yahoo.com, 3 rizmanh13@gmail.com

## ABSTRAK
Sebagai  kota  yang  memanfaatkan  air  waduk  sebagai  air  baku  untuk  air minum, hal ini sangat merugikan karena mengingat sumber air baku Kota Batam  sebanyak  70%  berasal  dari  waduk  Duriangkang  menurut  Kepala Bidang  pengelolaan  air  dan  limbah  BP  Batam.  Untuk  mengatasi  masalah tersebut, BP Batam tengah mengembangkan sistem pengolahan air limbah melalui Proyek Pengembangan Sistem Saluran Air Limbah di Pulau Batam yang  terdiri  dari  7  tahap  dimana  pada  tahap  pertama  ini  dibangun  di kecamatan Batam Kota.  Instalasi Pengelolaan Air  Limbah (IPAL) ( Waste Water  Treatment  Plant )  adalah  suatu  struktur  yang  dirancang  untuk mengelola  dan  mengolah  limbah  biologis  dan  kimiawi  dari  air  sehingga memungkinkan    air  tersebut  dapat  memenuhi  standar  baku  mutu  air.
Dalam  pembangunan  proyek  tersebut,    timbul  beberapa  pertanyaan  pada jaringan  perpipaan,  salah  satunya  adalah  penyumbatan  pada  saluran  pipa yang disebabkan oleh sampah yang dibuang ke dalam toilet dan kecepatan aliran  air  limbah  yang  tidak  memenuhi  syarat  kecepatan  minimum.  Oleh sebab  itu,  perlu  dilakukan  analisis  terhadap  kecepatan  aliran  air  limbah, kedalaman  berenang  air  limbah  dan  debit  timbulan  air  limbah  untuk mengetahui kemampuan masing-masing pipa utama dalam mengalirkan air limbah  menuju  IPAL  dan  permasalahan  lainnya.Dari  hasil  perhitungan hidrolika  pada  sistem  perpipaan  pada  proyek  ini  diperoleh  nilai  sebagai berikut: pada zona A1-1 nilai dari debit total yang didapat adalah 0,350418 m 3 /detik,  dengan slope 0,3%  dibutuhkan  diameter  pipa  700mm berdasarkan  nomogram manning .  Dan  pada  zona  A2-1  nilai  hasil  dari debit  total  adalah  0,4629445  m 3 /detik,  dengan slope 0,3%  diperoleh diameter pipa pada zona ini sebesar 700mm dari nomogram manning.

## Kata kunci
Air Limbah, Debit, Diameter Pipa.

## PENDAHULUAN
Dengan  adanya  Proyek  Pengembangan Sistem  Saluran  Air  Limbah  di  Pulau  Batam. Limbah  domestik  dan  non  domestik  tidak akan  mencemari  air  lagi  jika  proyek  tersebut dapat berjalan baik. Namun, terdapat beberapa  hal  yang  perlu  diperhatikan  dalam sistem perpipaan pada proyek terebut.
Jaringan perpipaan dan proses pengolahan  air  limbah  dapat  optimal  dengan cara  perencanaan  dan  perhitungan  yang  baik sesuai  dengan  ketentuan  teknis  mengenai pengaliran air limbah dalam pipa supaya tidak terjadi  endapan  dan  sumbatan.  Dengan mengetahui  kemampuan  pipa-pipa  utama dalam mengalirkan air limbah dari kecamatan
Batam  Kota  menuju  WWTP  ( Waste  Water Treatment  Plant )  di  Bengkong  Sadai.  Dan mengevaluasi hasil perbandingan perhitungan hidrolika  dengan  analisa  perencanaan  sistem perpipaan  Proyek  Pengembangan  Sistem Saluran Air  Limbah  Di Pulau  Batam Tahap I Kecamatan  Batam  Kota.  Untuk  mengetahui sistem  perpipaan  yang  efektif  yang  dapat diterapkan di Kecamatan Batam Kota.
Air  limbah  domestik  adalah  air  yang telah digunakan oleh masyarakat dan mengandung  material  yang  ditambahkan  ke air  saat  digunakan.  Tambahan  ini  terdiri  dari limbah  yang  berasal  dari  tubuh  manusia seperti feses dan urin yang  dibuang  besama dengan  air  toilet.  Selain  itu  air  limbah domestik  juga  berasal  dari  air  sisa  kegiatan pencucian,  kamar  mandi,  dapur,  dan  lain- lain [1] .
Air limbah domestik dibagi menjadi dua yaitu greywater dan blackwater . Greywater , pada  umumnya  mengacu  pada  air  limbah yang  dihasilkan  dari  rumah  tangga  dari kegiatan  seperti  mandi  dan  mencuci  pakaian. Air  limbah  ini  berbeda  dengan blackwater yang  terkontaminasi  lebih  berat  dan  berasal dari  toilet [2] .  Air  limbah  dan  lumpur  yang menumpuk  pada  sistem  on-site  rumah  tangga banyak yang merembes dan mencemari tanah di  sekitarnya.  Hanya  sejumlah  kecil  yang dikumpulkan dan diangkut ke IPLT oleh  truk swasta yang berlisensi pemerintah [3] .
Gambar 1. Ilustrasi debit didalam pipa airan gravitasi
Aliran  gravitasi  merupakan  salah  satu metode  pengaliran  air  limbah  domestik  di dalam  perpipaan  dengan  memanfaatkan Perbedaan  energi  dari  perbedaan  elevasi antara  titik  hulu  dan  hilir  pipa.  Perbedaan elevasi dirancang melalui pengaturan kemiringan  perpipaan  sehingga  air  limbah domestik  di  dalam  pipa  tersebut  dapat mengalir dengan kecepatan tertentu.
Perhitungan debit air limbah:
1. Debit Air Limbah Rata-Rata Harian
(1) Dimana :
Qd  = debit air limbah domestik (L/det) q air = kebutuhan air bersih domestik (L/org/hr)
2. Debit Infiltrasi dan Inflow
Q inflitrasi = (Finf x Luas Wilayah)    (2) Dimana :
Q inf  = debit rata-rata infiltrasi (L/det) Finf    = faktor infiltrasi (dari grafik) Luas   = luas area pelayanan (Ha)
3. Debit air limbah rata-rata (Qave) (3)
Di mana:
Qave = debit air limbah rata-rata (L/det) Qd    = debit air limbah domestik(L/det) Qnd   = debit air limbah non     domestik (L/det)
4. Debit air limbah puncak (Qpeak) Debit  puncak  adalah  debit  air  buangan yang  dipergunakan  dalam  menghitung dimensi saluran. Debit puncak merupakan  perkalian  antara  debit  rata- rata  dengan  faktor peak .  Faktor peak
dihitung
sesuai dengan jumlah
penduduk [4] .  Adapun  penentuan  faktor peak bisa  dilakukan  dengan  persamaan sebagai berikut:
(4) (5) Dimana: Fp = faktor puncak P = Jumlah penduduk/1000 Qpeak   = Debit puncak Qave = Q rata-rata 5. Debit air limbah total (Qtot) (6)
Di mana:
Qtot    = debit air limbah total (L/det) Qinf    = debit infiltasi (L/det) Qpeak = debit air limbah puncak (L/det)
Diameter  pipa  dan  kecepatan  aliran diketahui  melalui  pembacaan  nomogram manning untuk  aliran  penuh  dan  parsial dengan diketahui nilai debit terlebih dahulu.
Gambar 3. Nomogram manning untuk aliran penuh pada pipa bundar dengan variasi nilai n

## METODE PENELITIAN
Lokasi Penelitian
Penelitian dilakukan pada Proyek Pengembangan  Sistem  Saluran    Air  Limbah
Di  Pulau  Batam-Tahap  I  Kecamatan  Batam Kota.  Khususnya  pipa  utama  yang  berada  di pumping  station  1  yang  berlokasi  di  kantor pengolahan air dan limbah Batam Centre.

## Gambar 4. Lokasi penelitian

## Diagram Alir Penelitian
Penelitian  ini  bersifat  analisa  terhadap studi  kasus,  yaitu  dengan  membandingkan analisa  perhitungan  penulis  dengan  data teknis pipa utama pada Proyek Pengembangan  Sistem  Saluran    Air  Limbah Di  Pulau  Batam-Tahap  I  Kecamatan  Batam Kota.
Gambar 5. Diagram alir penelitian

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Perpipaan yang digunakan
Pipa  yang  digunakan  pada  pekerjaan IPAL ini ada lah pipa khusus untuk air limbah dengan  pipa  GRP (Glass  Fiber  Reinforced Plastic) dan  diambil  nilai  koefisien manning 0,013 berdasarkan tabel di bawah ini.
Tabel 1. Koefisien kekerasan manning

## Perhitungan Zona A1-1
 Qd
Perhitungan  debit  air  limbah  domestik yang  dihasilkan  oleh  zona        A1-1  adalah sebagai berikut: (berdasarkan perhitungan 1 ) Jumlah penduduk = 42093 orang Q air bersih = 190 liter/orang/hari Q air limbah = 80% Q air bersih
Qd = 80% x 190 x 2093 o = 6.398.136 ltr/hari = 0,0740525 m 3 /detik  Qnd Perhitungan berdasarkan gambaran demografi dari BPS Kota Batam [5] . ∑Qnd  = 4.201.616 ltr/hari = 0,0486298 m 3 /detik

## 
Q infiltrasi
Nilai  faktor  infiltrasi  yang  di  dapat  dari grafik Peak  Infiltration  Allowance adalah  6,0 m 3 /ha.hari.  Maka  perhitungan  Q  infiltrasi sebagai berikut :
Q inf = Finf X Luas Wilayah
= 6,0 m 3 /ha.hari X 921 ha = 5.526 m 3 /hari = 0,0639583 m 3 /detik
 Q rata-rata Q ave  = Qd + Qnd = 0,0740525 m 3 /detik +
0,0486298 m 3 /detik
= 0,1226823 m 3 /detik  Q peak Jumlah penduduk yang dilayani perpipaan zona A1-01 adalah 42093 jiwa. Jadi faktor puncak untuk zona A1-01 adalah:
F peak = = √ √ = 2,335 Jadi, debit puncak adalah :
Q peak = fp X Qave =2,335 X 0,1226823 m 3 /detik = 0,28646 m 3 /detik
 Q total
Q total  = Q infiltrasi + Q peak = 0,0639583 m 3 /detik + 0,28646 m 3 /detik
= 0,350418 m 3 /detik


## Nomogram manning
Berdasarkan nomogram
manning didapatkan  diameter  pipa  yang  bisa  di gunakan untuk zona A1-1 adalah berdiameter 600  mm.  Dan  untuk  perhitungan  diameter pipa  dan  kecepatan  aliran  dari  nomogram  di atas adalah :
Q = 0,344 = D = 605 mm
Digunakan pipa dengan ukuran 700mm.
Vf = 1,2 m/detik Maka, Vp = 1,2 m/detik X 1,16 = 1,392 m/detik (OK) Perhitungan Zona A2-1  Qd
Perhitungan  debit  air  limbah  domestik yang  dihasilkan  oleh  zona        A2-1  adalah sebagai berikut: (berdasarkan perhitungan 1 )
Jumlah penduduk = 60666 orang Q air bersih = 190 liter/orang/hari Q air limbah = 80% Q air bersih Qd = 80% x 190  x 60666 = 9.221.232 ltr/hari = 0,106727 m 3 /detik
 Qnd
Perhitungan berdasarkan gambaran
demografi dari BPS Kota Batam [5] . ∑Qnd  = 6.301.400 ltr/hari = 0,0729329 m 3 /detik

##  Q infiltrasi
Maka nilai faktor infiltrasi yang di dapat dari grafik Peak Infiltration Allowance adalah 5,0  m 3 /ha.hari.  Maka  perhitungan  Q  infiltrasi sebagai berikut :
Q inf = Finf X Luas area = 5,0 m 3 /ha.hari X 1207 ha
= 6035 m 3 /hari = 0,0698495 m 3 /detik

## 
Q rata-rata
Q ave  = Qd + Qnd
= 0,106727 m 3 /detik + 0,0729329 m 3 /detik
= 0,1796599 m 3 /detik
 Q peak Jumlah penduduk yang dilayani
perpipaan zona A2-01 adalah 60666 jiwa. Jadi faktor puncak untuk zona A2-01 adalah:
F peak = = √ √ = 2,188
Jadi, debit puncak adalah : Q peak = fp X Qave =2,188 X 0,1796599 m 3 /detik = 0,393095 m 3 /detik

##  Q total
Q total  = Q infiltrasi + Q peak
= 0,0698495 m 3 /detik + 0,393095 m 3 /detik = 0,4629445 m 3 /detik

##  Nomogram manning
Gambar 7. Nomogram manning untuk zona A2-1
Q           =
0,454 = D              = 672 mm Digunakan pipa dengan ukuran 700mm.
Vf
= 1,3 m/detik Maka, Vp = 1,3 m/detik X 1,16 = 1,508 m/detik (OK)

## Hasil  Evaluasi  Perbandingan  Perhitungan Hidrolika
Dari  hasil  perhitungan  hidrolika  di  atas terdapat  beberapa  perbedaan  pada  diameter pipa yang digunakan. Berikut adalah perbedaan  yang  digunakan  pada  sistem perpipaan  antara  hitungan  hidrolika  pada penelitian  ini  dengan  perencanaan  sistem perpipaan IPAL di Kecamatan Batam Kota:
Tabel 2. Perbandingan analisa diameter pipa

## KESIMPULAN
1. Jumlah debit total pada sistem perpipaan
IPAL  di  Kecamatan  Batam  Kota  pada zona  A1-1  adalah  0,350418  m 3 /detik dan pada zona A2-1 adalah 0,4629445m 3 /detik.  Sehingga  diameter pipa yang dibutuhkan dengan slope pipa 0,3%  berdasarkan  nomogram manning pada  zona  A1-1  dan  zona  A2-1 menggunakan  pipa  dengan  diameter 700mm.  Sedangkan,    diameter  yang digunakan  pada  perencanaan  Proyek IPAL  pada  zona  A1-1  adalah  600  mm dengan slope 0,17%  dan  A2-1  700  mm
dengan slope  0,2% .  Pada  penggunaan manhole  dengan  diameter  700  mm digunakan  jarak manhole 125-150  m sedangkan  pada  perencanaan  Proyek IPAL digunakan jarak rata-rata 60 m.
2. Berdasarkan perhitungan hidrolika penulis, pipa yang digunakan pada zona A1-1  dengan  diameter  600  mm  belum mencukupi untuk melayani debit limbah yang  diterima  pada  zona  ini.  Dan diameter  pipa  untuk  zona  A2-1  dengan diameter  700    mm  sudah  mencukupi untuk  melayani  debit  air  limbah  yang diterima.
3. Sistem  perpipaan  akan  efektif  dengan melakukan  studi  kelayakan  terhadap berbagai  aspek  pekerjaan,  melakukan penyusunan master  plan yang  efektif dan  efisien,  dan  juga  penggunaan  dan penempatan  bangunan  dan  aksesoris pelengkap.  Sehingga,  sistem  perpipaan air  limbah  di  Kecamatan  Batam  Kota dapat  berjalan  sesuai  dengan  kelayakan teknis  yang  sudah  direncanakan.  Selain itu,  dapat  disimpulkan  pada  sistem perpipaan untuk penggunaan nomogram manning jika  slope  diperbesar  maka diameter  pipa  menjadi  kecil  namun galian pipa di dalam tanah akan semakin dalam. Begitu juga sebaliknya jika slope diperkecil  maka  diameter  pipa  semakin besar  namun  galian  untuk  pipa  semakin dangkal.
Namun,
tetap harus
mempertimbangkan  kecepatan aliran  air limbah (0,6 m 3 /detik – 2,5 m 3 /detik)

## SARAN
1. Dalam  perhitungan  sistem  perpipaan harus dipertimbangkan segala aspek dari limbah  domestik  dan  non  domestik, infiltrasi  pada  pipa, slope pipa,  dan kecepatan aliran pada pipa.
2. Untuk  masyarakat  wajib  meningkatkan kesadaran untuk memperhatikan
lingkungan  khususnya  tidak  membuang limbah  sembarangan  dan  memiliki sistem  pembuangan septic  tank yang baik  agar  sistem  perpipaan  juga  dapat terjaga dari sampah-sampah dan kotoran yang tidak seharusnya ada didalam pipa.
3. Saran  untuk  peneliti  selanjutnya  agar dapat  melanjutkan  penelitian  ini  karena masih  banyak  kekurangan  yang  penulis rasakan di dalam penelitian ini.

## REFERENSI
[1] Mara,  D.  Ducan,  2003, Domestic Wastewater  Treatment  in  Developing Countries , New York.
[2] Allen,  L.,  Juliet  C.  S.,  Meena,  P.,  2010, Overview  of  Greywater  Reuse:  The Potential  of  Greywater  Systems  to  Aid Sustainable Water Management , California, Pacific Institute.
[3] Winters,  M.  S.,  Abdul,  G.  K.,  Berly  M., 2014,  Public  Service  Provision  Under
Condition of Insufficient Citizen
Demand:  Insight  from  The  Urban Sanitation  Sector  in  Indonesia, World Development , 60, 31-42.
[4] Fair,  G.  M.,  Gayer,  J.  C.,  1968, Water and  Wastewater  Engineering:  Water Purification  and  Wastewater  Treatment and  Disposal  v2 ,  New  York,  John  Wiley & Sons Inc.
[5] Badan Pusat Statistika, 2019, Kecamatan Batam Kota dalam Angka 2019 ,  Batam, BPS Kota Batam.