Belajar › Unit pengolahan

Bak pengumpul (penampung dan penenang aliran)

Rujukan buku: Buku 3, Bab 8

Coba di simulasi →

Apa fungsinya

Bak pengumpul adalah bak yang menampung air limbah dari jaringan perpipaan setelah melewati saringan dan unit pemisah minyak, meredam hentakan aliran, dan meratakan arah aliran sebelum masuk ke unit pengolahan. Pada IPAL yang memerlukan pompa, bak ini juga berfungsi sebagai sumur pompa. Lindi dari bak pengering lumpur juga dikembalikan ke bak ini.

Namanya sekarang "bak pengumpul (penampung dan penenang aliran)", bukan lagi bak ekualisasi. Alasannya sederhana: bak ini dirancang dengan waktu tinggal pendek, sehingga perannya menampung dan menenangkan aliran, bukan meratakan debit harian. Bagian "Bukan ekualisasi sejati" di bawah menjelaskannya. Aplikasi tidak memberi penyisihan BOD, TSS, amoniak, maupun minyak 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.

Bukan ekualisasi sejati

Ekualisasi sejati adalah bak yang cukup besar untuk menyimpan kelebihan debit siang hari lalu melepasnya pada malam hari, sehingga unit sesudahnya menerima debit hampir tetap. Volumenya biasanya dihitung dari diagram massa debit per jam selama satu hari, dan hasilnya sering berupa puluhan persen debit harian.

Bak pengumpul ini jauh dari itu. Waktu tinggalnya 20 menit pada debit puncak. Sebagai pembanding, Lampiran III Permen LH/BPLH 11/2025 menyebut ekualisasi dengan waktu tinggal minimal 8 jam. Lampiran III itu kriteria desain untuk debit sampai 50 m3/hari dan hanya menjadi pembanding bagi IPAL lebih dari 50 m3/hari seperti Griya Asri. Gambaran kasarnya: 8 jam pada debit rata-rata 6,25 m3/jam berarti sekitar 50 m3, hampir sepuluh kali volume bak 5,23 m3. Ekualisasi seperti itu tidak ada pada rangkaian mana pun di aplikasi ini.

Apakah itu kekurangan? Pada rangkaian anaerobik (pengendap awal, ABR, filter anaerobik), unit-unitnya sendiri sudah memiliki waktu tinggal belasan jam dan cukup tahan terhadap variasi debit harian. Ekualisasi sejati 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 sejati diperlukan, hitung terpisah dan tambahkan sebagai unit tersendiri.

Kriteria perancangan

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.

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

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:

Bak ini menampung kira-kira 3,5 persen debit harian (5,23 dari 150 m3), jadi perannya peredam aliran, bukan ekualisasi harian. Pada debit rata-rata, air tinggal sekitar 50 menit (5,23 / 6,25 jam), jauh dari 8 jam. Mutu air tidak berubah: BOD 400 mg/L, TSS 285 mg/L, dan amoniak 40 mg/L masuk dan keluar. Minyak dan lemak masuk dengan 7,5 mg/L karena sudah diturunkan oleh unit pemisah minyak di hulu, dan keluar dengan angka yang sama. Rangkaian R2 (septik-af) memakai bak dengan ukuran yang sama.

Hubungan dengan baku mutu 11/2025

Bak pengumpul tidak menurunkan satu pun parameter baku mutu: BOD, COD, TSS, amoniak, minyak dan lemak, serta fecal coliform masuk dan keluar dengan nilai yang sama. Manfaatnya tidak langsung, yaitu aliran yang lebih tenang bagi unit pengolah sesudahnya. Untuk IPAL lebih dari 50 m3/hari, yang mengikat adalah baku mutu di titik keluaran. Angka ekualisasi 8 jam dalam Lampiran III hanya pembanding, dan tidak ada kewajiban peraturan bagi bak pengumpul pada tingkat itu. Karena bak ini bukan ekualisasi sejati, jangan memakainya sebagai alasan untuk mengklaim beban kejut sudah teredam.

Latihan

Soal 1 (mudah). Debit puncak 15,62 m3/jam, waktu tinggal rancangan 20 menit, tinggi air 1,50 m. Hitung volume perlu dan luas dasar perlu.

Jawaban: volume = 15,62 x 20 / 60 = 5,21 m3. Luas = 5,21 / 1,50 = 3,47 m2.

Soal 2 (sedang). Waktu tinggal rancangan dinaikkan menjadi 30 menit. Hitung volume perlu, luas dasar, lebar dan panjang (pembulatan ke atas per 0,05 m, perbandingan 1,5), serta waktu tinggal nyata.

Jawaban: volume = 15,62 x 30 / 60 = 7,81 m3; luas = 7,81 / 1,50 = 5,21 m2. Lebar = akar(5,21 / 1,5) = 1,86 m menjadi 1,90 m; panjang = 5,21 / 1,90 = 2,74 m menjadi 2,75 m. Volume terpasang = 2,75 x 1,90 x 1,50 = 7,84 m3, waktu tinggal nyata = 7,84 / 15,62 x 60 = 30,1 menit.

Soal 3 (menantang). Bila bak harus menyerupai ekualisasi dengan waktu tinggal 8 jam pada debit rata-rata 6,25 m3/jam, berapa volume yang diperlukan dan berapa kali lipat volume bak studi kasus (5,23 m3)? Waktu tinggal 8 jam itu di luar rentang kriteria bak pengumpul (10 - 60 menit); apa artinya?

Jawaban: volume = 6,25 x 8 = 50 m3, sekitar 9,6 kali lipat 5,23 m3. Waktu tinggal 8 jam (480 menit) jauh di atas 60 menit, sehingga unit semacam itu harus dihitung sebagai unit ekualisasi tersendiri, dengan aerasi atau pengadukan agar tidak membusuk, bukan sebagai bak pengumpul.

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.
• Permen LH/BPLH Nomor 11 Tahun 2025 tentang Baku Mutu Air Limbah dan Standar Teknologi Pengolahan Air Limbah untuk Air Limbah Domestik, Lampiran III.

Foto dan gambar dari sumber terbuka

Foto dan gambar dari sumber terbuka

Foto dari sumber terbuka; hak cipta tetap pada pembuatnya sesuai lisensi.