Belajar › Konsep dasar
Saringan manual atau mekanik
Rujukan buku: Buku 3, Bab 8
Setiap IPAL memerlukan saringan kasar di hulu, tetapi ada dua cara membersihkannya. Pada saringan manual, operator menarik sampah dari kisi dengan garu (rake) tangan. Pada saringan mekanik, rake digerakkan motor dan menyapu kisi sendiri berdasarkan pewaktu atau selisih muka air. Halaman ini membandingkan keduanya dengan angka dari mesin hitung Studio IPAL, supaya pilihan di tahap 3 punya dasar.
Prinsip yang sama, cara kerja yang berbeda
Kedua tipe memakai kisi batang miring di saluran terbuka, dan keduanya dihitung dengan rumus yang sama seperti di halaman saringan kasar: bagian terbuka kisi, tinggi air, kecepatan melalui celah, dan kehilangan tinggi tekan. Yang berbeda adalah syarat yang dianggap sehat.
- Manual: kisi tidak boleh terlalu deras (0,30 - 0,60 m/detik) karena sampah yang menempel harus tetap dapat ditarik dengan garu, dan kisi dipasang 60 - 75 derajat dari horizontal agar mudah digaru dari atas.
- Mekanik: kisi boleh lebih deras (0,60 - 1,00 m/detik) karena rake menyapu terus, dan dipasang lebih curam (75 - 90 derajat) mengikuti rel rake.
Rentang ini adalah kriteria Studio IPAL yang bersumber dari buku rujukan dan praktik pemasok; peraturan tidak menetapkan salah satu tipe.
Perbandingan manual dan mekanik
| Aspek | Manual (garu tangan) | Mekanik (rake otomatis) |
|---|---|---|
| Tenaga pembersih | Operator, satu sampai dua kali sehari atau lebih sering bila hujan | Motor 0,37 - 0,75 kW di Studio IPAL, berjalan sesuai pewaktu |
| Listrik | Tidak perlu | Perlu, ditambah panel kontrol |
| Biaya awal | Rendah (kisi baja dan pelat tiriskan) | Lebih tinggi (rake, motor, panel) |
| Biaya operasi | Upah dan disiplin operator | Listrik kecil, suku cadang, teknisi |
| Kecepatan celah | 0,30 - 0,60 m/detik | 0,60 - 1,00 m/detik |
| Kemiringan kisi | 60 - 75 derajat | 75 - 90 derajat |
| Lebar saluran bersih | Lebih lebar (bawaan 0,40 m) | Lebih sempit (bawaan 0,30 m) |
| Kehilangan tinggi tekan | Minimum 0,05 m | Minimum 0,10 m (asumsi: kisi dibiarkan menumpuk sampai rake jalan) |
| Risiko utama | Terlambat dibersihkan, kisi tersumbat | Rake macet oleh benda keras, motor rusak, listrik padam |
| Keselamatan | Operator dekat air limbah | Bagian bergerak dan sumber listrik |
Tipe saringan di Studio IPAL
Di tahap 3 Anda dapat memilih tipe saringan pada tab Pilihan. Tipe manual adalah bawaan dan menghasilkan angka yang sama seperti versi-versi sebelumnya. Tipe mekanik mengganti bawaan beberapa parameter (kemiringan 75 derajat, kecepatan tuju 0,75 m/detik, lebar saluran 0,30 m), menaikkan kehilangan tinggi tekan minimum menjadi 0,10 m, memberi motor rake menurut lebar saluran (0,37 kW sampai 0,50 m, 0,55 kW sampai 0,75 m, 0,75 kW di atasnya), dan menambah butir mekanikal-elektrikal berupa rake dan panel kontrol ke daftar kuantitas. Seluruh rangkaian dihitung ulang karena kehilangan tinggi tekan tambahan mengurangi sisa tinggi tekan di ujung rangkaian. Harga rake, panel, dan lama kerja motor 4 jam/hari adalah asumsi; ganti dengan penawaran pemasok sebelum dipakai untuk anggaran.
Kapan saringan mekanik layak dipilih
Tidak ada batas debit tunggal yang berlaku di semua tempat, tetapi empat pertimbangan membantu keputusan. Pertama, debit: kisi mekanik baru bekerja dalam rentang kecepatannya bila debit puncak cukup besar. Pada lebar 0,30 m dan tinggi air minimum 0,05 m, kecepatan celah 0,60 m/detik baru tercapai pada debit puncak sekitar 6 L/detik; di bawah itu mesin memberi PERIKSA. Kedua, jumlah sampah: makin banyak sampah, makin berat pekerjaan garu tangan, terutama saat hujan. Ketiga, tenaga: pelayanan IPAL komunal sering hanya punya satu atau dua operator paruh waktu, sedangkan rake mekanik tetap memerlukan teknisi untuk perawatan. Keempat, biaya dan listrik: motor kecil hanya menambah sedikit rekening listrik, tetapi investasi awal dan suku cadangnya nyata. Untuk IPAL komunal 300 SR, saringan manual umumnya lebih masuk akal; saringan mekanik layak dipertimbangkan bila debit puncak jauh di atas 6 L/detik, sampah banyak, atau tenaga operator terbatas.
Keselamatan kerja di saringan
Saringan adalah tempat operator paling dekat dengan air limbah mentah, sehingga keselamatan harus masuk ke rancangan. Sampah dapat memuat jarum suntik, pecahan kaca, dan bahan tajam; operator memerlukan sarung tangan tebal, sepatu bot, dan pelindung wajah atau masker. Lantai kerja harus tidak licin, dengan pagar atau pegangan di sisi saluran, dan tutup yang mudah dibuka tetapi tidak mudah terinjak. Gas dari air limbah yang membusuk, seperti hidrogen sulfida, berkumpul di ruang tertutup, jadi jangan menurunkan badan ke saluran tanpa pemeriksaan udara dan pengaman. Pada saringan mekanik tambahkan tombol darurat, pelindung bagian bergerak, dan aturan kunci-tandai (lockout-tagout): matikan dan kunci sumber listrik sebelum membersihkan rake yang macet. Prosedur ini bukan hitungan mesin, tetapi pilihan tipe yang tidak disertai prosedur keselamatan belum selesai dirancang.
Studi kasus: Griya Asri dan kota yang lebih besar
Studi kasus
Rangkaian R1 (abr-af), 300 SR, debit puncak 4,34 L/detik, jarak batang 20 mm, tebal batang 10 mm (bagian terbuka 0,667).
Hasil mesin hitung untuk kedua tipe:
| Besaran | Manual | Mekanik |
|---|---|---|
| Lebar saluran | 0,40 m | 0,30 m |
| Tinggi air (batas minimum) | 0,05 m | 0,05 m |
| Kecepatan celah kisi | 0,33 m/detik (0,30 - 0,60: OK) | 0,43 m/detik (0,60 - 1,00: PERIKSA) |
| Kecepatan di saluran | 0,22 m/detik | 0,29 m/detik |
| Kemiringan kisi | 60 derajat | 75 derajat |
| Jumlah batang | 13 | 10 |
| Kehilangan tinggi tekan dipakai | 0,05 m | 0,10 m |
| Sisa tinggi tekan di ujung rangkaian | 0,31 m | 0,26 m |
| Motor rake | tidak ada | 0,37 kW |
| Rake dan panel (harga asumsi) | tidak ada | Rp 45,5 juta |
| Listrik (asumsi 4 jam/hari, Rp 1.500/kWh) | nol | 540 kWh/tahun, sekitar Rp 810 ribu/tahun |
Pelajaran dari angka ini jujur dan sederhana. Pada debit sekecil 4,34 L/detik, saringan mekanik tidak mencapai kecepatan celah 0,60 m/detik sehingga mesin memberi PERIKSA. Bukan aplikasi yang salah: saringan mekanik memang dirancang untuk debit lebih besar. Untuk mencapai 0,60 m/detik pada lebar 0,30 m diperlukan debit puncak sekitar 6 L/detik, yaitu sekitar 415 SR dengan asumsi beban lain yang sama (pada 420 SR mesin memberi 0,61 m/detik, OK). Dengan 2.000 SR (debit puncak 28,94 L/detik) kedua tipe lolos: manual memerlukan tinggi air 0,25 m pada lebar 0,40 m, mekanik 0,20 m pada lebar 0,30 m dengan kecepatan celah 0,72 m/detik. Pada skala itulah garu tangan mulai berat, karena kisi lebih dalam dan sampah lebih banyak.
Kesalahan yang sering terjadi
- Memilih mekanik "supaya modern" pada debit kecil. Kecepatan celah tidak mencapai rentangnya dan biaya awal bertambah tanpa manfaat.
- Memilih manual tanpa memikirkan siapa yang membersihkan dan kapan. Kisi yang tidak dibersihkan menaikkan muka air di hulu dan dapat membuat air meluap.
- Menganggap listrik motor rake "gratis". Kecil, tetapi sumber listrik yang padam membuat rake berhenti; sediakan cara membersihkan manual sebagai cadangan.
- Lupa bahwa kehilangan tinggi tekan tambahan tipe mekanik mengurangi sisa tinggi tekan di ujung rangkaian; pada medan datar hal ini dapat mengubah keputusan.
- Menyamakan rentang kecepatan manual dan mekanik. Keduanya berbeda karena cara membersihkannya berbeda.
Hubungan dengan baku mutu 11/2025
Tipe saringan tidak mengubah mutu air keluaran yang dihitung aplikasi: BOD, COD, amoniak, minyak dan lemak, serta fecal coliform tetap, dan TSS turun 5 persen pada kedua tipe. Saringan melindungi unit sesudahnya dari sumbatan. Peraturan baku mutu 11/2025 tidak mengharuskan tipe saringan tertentu; pada tingkat di atas 50 m3/hari yang berlaku hanya baku mutu, jadi pilihan manual atau mekanik adalah keputusan perancang dan pengelola. Pengaruh tidak langsungnya lewat profil hidrolis: kehilangan tinggi tekan yang lebih besar mengurangi tinggi tekan yang tersisa untuk pengaliran gravitasi.
Latihan
Soal 1 (mudah). Debit puncak 6,0 L/detik, saluran mekanik selebar 0,30 m dengan tinggi air 0,05 m, jarak batang 20 mm dan tebal batang 10 mm. Hitung kecepatan celah dan nilai terhadap rentang mekanik 0,60 - 1,00 m/detik.
Jawaban: bagian terbuka e = 20/(20+10) = 0,667. Kecepatan celah = 0,006 / (0,30 x 0,05 x 0,667) = 0,60 m/detik, tepat di batas bawah rentang, jadi OK.
Soal 2 (sedang). Debit puncak 4,34 L/detik, tinggi air 0,05 m, bagian terbuka 0,667. Berapa lebar saluran terbesar yang masih memberi kecepatan celah sedikitnya 0,60 m/detik (mekanik)? Bandingkan dengan lebar bawaan 0,30 m.
Jawaban: B maksimum = 0,00434 / (0,60 x 0,05 x 0,667) = 0,217 m. Lebar itu lebih sempit daripada lebar bawaan 0,30 m dan terlalu sempit untuk rake serta pembersihan, jadi pada debit ini kecepatan 0,60 m/detik tidak realistis; saringan manual lebih cocok.
Soal 3 (menantang). Debit puncak 28,94 L/detik, jarak batang 20 mm, tebal batang 10 mm. Hitung tinggi air (dibulatkan ke atas per 0,01 m), kecepatan celah, dan kecepatan di saluran untuk (a) manual: lebar 0,40 m, kecepatan tuju 0,45 m/detik; (b) mekanik: lebar 0,30 m, kecepatan tuju 0,75 m/detik. Nilai keduanya terhadap rentang masing-masing.
Jawaban: (a) h = 0,02894 / (0,45 x 0,40 x 0,667) = 0,241, dibulatkan 0,25 m; kecepatan celah = 0,02894 / (0,40 x 0,25 x 0,667) = 0,43 m/detik (rentang manual 0,30 - 0,60: OK); kecepatan saluran = 0,02894 / (0,40 x 0,25) = 0,29 m/detik (0,15 - 0,90: OK). (b) h = 0,02894 / (0,75 x 0,30 x 0,667) = 0,193, dibulatkan 0,20 m; kecepatan celah = 0,02894 / (0,30 x 0,20 x 0,667) = 0,72 m/detik (rentang mekanik 0,60 - 1,00: OK); kecepatan saluran = 0,02894 / (0,30 x 0,20) = 0,48 m/detik (OK).
Rujukan
- Buku 3, Bab 8 (seri Menggambar Teknik untuk Teknik Lingkungan).
- Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery (bab penyaringan kasar).
- Sasse, L. (1998). DEWATS: Decentralised Wastewater Treatment in Developing Countries.
- Permen LH/BPLH Nomor 11 Tahun 2025 tentang Baku Mutu Air Limbah dan Standar Teknologi Pengolahan Air Limbah untuk Air Limbah Domestik.