Belajar › Unit pengolahan

Saringan kasar (bar screen)

Rujukan buku: Buku 3, Bab 8

Coba di simulasi →

Apa fungsinya

Saringan kasar (bar screen) adalah deretan batang besi atau baja tahan karat yang dipasang miring di saluran masuk IPAL. Tugasnya menahan benda padat besar: plastik, popok, kain, ranting, dan pembalut. Benda-benda ini tidak terolah secara biologis. Bila lolos, benda itu menyumbat pipa antar-bak, menutup lubang sekat ABR, dan menyumbat media filter anaerobik.

Saringan hampir tidak menurunkan pencemar terlarut. Aplikasi menganggap penyisihan BOD 0 persen, TSS 5 persen, serta amoniak dan minyak 0 persen. Nilai saringan terletak pada perlindungan unit sesudahnya, bukan pada mutu air. Pada semua rangkaian di aplikasi, saringan adalah unit pertama, disusul unit pemisah minyak dan bak pengumpul.

Cara kerja

Air limbah mengalir di saluran terbuka berpenampang persegi, lalu melewati celah di antara batang. Benda yang lebih besar dari celah tertahan di muka kisi. Kisi dipasang miring agar sampah terdorong naik oleh aliran dan mudah ditarik dengan garu (rake) dari atas.

Dua hal harus seimbang:

• Kecepatan melalui celah dan kecepatan di saluran tidak boleh terlalu kecil. Bila lambat, pasir dan lumpur mengendap di saluran depan kisi dan sampah lunak tertahan menempel.
• Kecepatan tidak boleh terlalu besar. Bila deras, sampah lunak terdorong menembus celah dan kehilangan tinggi tekan membesar.

Pada IPAL komunal, saringan dibersihkan manual. Karena itu jarak antar batang dipilih sedang (sekitar 20 mm), bukan halus seperti saringan mekanis di IPAL kota.

Rumus dan cara menghitung

Hitungan memakai debit puncak, karena saat itulah kecepatan dan kehilangan tinggi tekan terbesar.

e = s / (s + t)
h = Qp / (v_tuju x B x e)
v_kisi = Qp / (B x h x e)
v_saluran = Qp / (B x h)
hL = (1 / 0,7) x (v_kisi² - v_saluran²) / (2g)

• e = bagian terbuka kisi (-); s = jarak bersih antar batang (m); t = tebal batang (m)
• Qp = debit puncak (m3/detik)
• v_tuju = kecepatan rancangan melalui celah, baku aplikasi 0,45 m/detik
• B = lebar saluran (m); h = tinggi air di saluran (m), dibulatkan ke atas per 0,01 m, minimal 0,05 m
• hL = kehilangan tinggi tekan melalui kisi (m); 0,7 = koefisien kisi bersih; g = 9,81 m/detik²

Aplikasi memakai hL minimal 0,05 m sebagai cadangan untuk kisi yang mulai tersumbat. Tinggi saluran = h + jagaan, dibulatkan ke atas per 0,05 m. Jumlah batang = lebar saluran dibagi (s + t), dibulatkan ke bawah.

Penjelasan umum tentang kecepatan melalui kisi, jarak antar batang, dan kemiringan kisi ada di halaman konsep.

Kecepatan di saluran sebelum kisi

Kecepatan di saluran sebelum kisi adalah kecepatan air di depan kisi, sebelum air menyempit melalui celah. Rumusnya Qp / (B x h). Nilainya selalu lebih kecil daripada kecepatan melalui celah, sebesar bagian terbuka kisi e. Aplikasi memeriksanya pada debit puncak dengan rentang 0,15 - 0,90 m/detik.

Bila terlalu rendah, pasir dan lumpur halus mengendap di dasar saluran sebelum kisi, membusuk, dan menyumbat kisi dari bawah. Bila terlalu tinggi, sampah lunak seperti plastik dan kain terdorong melewati celah, sehingga unit sesudahnya tidak terlindungi. Kisi yang mulai tersumbat juga menaikkan kecepatan melalui sisa celah.

Pada debit kecil, tinggi air dibatasi minimal 0,05 m, sehingga saluran yang terlalu lebar membuat air dangkal dan lambat. Kalau muncul PERIKSA karena terlalu rendah, kecilkan lebar saluran (misalnya dari 0,60 m menjadi 0,40 m). Kecepatan celah biasanya ikut PERIKSA lebih dulu, jadi perbaikan yang sama menyelesaikan keduanya.

Saringan manual dan mekanik

Pembersihan kisi dapat dilakukan dengan garu tangan atau dengan rake mekanik yang digerakkan motor dan menyapu sampah secara otomatis. Studio IPAL menghitung keduanya sebagai pilihan tipe di tahap 3; saringan manual adalah bawaan, termasuk harga kisi baja galvanis beserta pelat peniris dalam daftar kuantitas (BOQ), dan saringan mekanik menambah rake, motor, dan panel kontrol. Perbandingan lengkap, kapan masing-masing dipilih, dan hitungan Griya Asri ada di halaman saringan manual atau mekanik. Ringkasnya:

Pilihan ditentukan oleh tiga hal. Pertama, debit: makin besar debit dan makin banyak sampah, makin sulit dibersihkan tangan. Kedua, biaya: motor dan perawatannya hanya sepadan bila sampah banyak. Ketiga, tenaga: saringan mekanik tetap memerlukan teknisi, sedangkan saringan manual memerlukan operator yang disiplin. Pada rangkaian komunal kecil seperti studi kasus ini umumnya dipilih saringan manual, dengan jarak batang sedang, kemiringan agar mudah digaru, serta pelat peniris dan bak sampah di sisi saluran. Saringan mekanik lazim di IPAL yang berdebit besar; pada debit sekecil 4,34 L/detik mesin memberi PERIKSA karena kecepatan celahnya tidak mencapai 0,60 m/detik.

Lebar saluran saringan

Coba di simulasi →

Lebar saluran saringan adalah lebar bersih saluran beton tempat kisi dipasang, diukur dari dinding ke dinding.

Lebar ini mengatur kedalaman dan kecepatan air. Debit IPAL komunal kecil, sehingga saluran yang terlalu lebar membuat air hanya setinggi beberapa sentimeter dan mengalir lambat. Akibatnya pasir mengendap di depan kisi dan kecepatan celah turun di bawah 0,30 m/detik. Saluran yang terlalu sempit membuat air makin dalam, dan di lapangan kecepatan mudah melonjak saat debit naik, mendorong sampah lunak menembus kisi. Saluran sempit juga menyulitkan garu masuk.

Aplikasi memakai lebar baku 0,40 m. Untuk debit puncak di bawah sekitar 10 L/detik, lebar 0,20-0,50 m umumnya memberi kecepatan celah dalam rentang saringan manual, 0,30-0,60 m/detik. Lebar kurang dari 0,30 m menyulitkan pembersihan dengan tangan.

Kalau muncul PERIKSA pada kecepatan melalui celah: bila kecepatan terlalu kecil, perkecil lebar saluran (misalnya dari 0,60 m menjadi 0,40 m); bila terlalu besar, perlebar saluran atau perbesar jarak antar batang. Mengubah lebar juga mengubah jumlah batang dan volume beton saluran, tetapi tidak memengaruhi unit lain.

Kriteria perancangan

Rentang di atas untuk saringan manual (bawaan); tipe mekanik punya rentang sendiri (lihat perbandingan manual dan mekanik). Nilai baku aplikasi (manual): jarak bersih 20 mm, tebal batang 10 mm, kemiringan 60 derajat, lebar saluran 0,40 m, panjang saluran 1,50 m, jagaan 0,30 m.

Pemeliharaan dan pengoperasian

Kisi dibersihkan dengan garu setiap hari, lebih sering setelah hujan atau hari libur. Sampah ditiriskan di pelat peniris, dimasukkan kantong, lalu dibuang bersama sampah padat. Muka air di depan kisi menjadi petunjuk: bila naik jelas lebih tinggi daripada di belakang kisi, kisi sudah tersumbat. Batang yang bengkok atau berkarat diganti agar celah tetap seragam. Periksa juga dasar saluran di depan kisi; endapan pasir di situ tanda kecepatan saluran terlalu rendah.

Studi kasus: saringan Griya Asri

Langkah hitungan dari aplikasi:

1. Debit puncak Qp = 4,34 L/detik = 0,00434 m3/detik.
2. Bagian terbuka e = 20 / (20 + 10) = 0,667.
3. Tinggi air h = 0,00434 / (0,45 x 0,40 x 0,667) = 0,036 m, dibulatkan menjadi 0,04 m, lalu dipakai batas minimal 0,05 m.
4. Kecepatan nyata melalui celah = 0,00434 / (0,40 x 0,05 x 0,667) = 0,33 m/detik. Kecepatan di saluran = 0,00434 / (0,40 x 0,05) = 0,22 m/detik.
5. Kehilangan tekan hitungan sekitar 0,004 m, sehingga dipakai minimum 0,05 m.
6. Saluran 0,40 m x 0,35 m (tinggi air 0,05 m + jagaan 0,30 m), panjang 1,50 m, kisi 60 derajat dengan 13 batang.

Hasil pemeriksaan:

Kecepatan 0,33 m/detik dekat batas bawah. Bila lebar dinaikkan menjadi 0,60 m, kecepatan celah turun menjadi 0,22 m/detik dan kecepatan saluran menjadi 0,14 m/detik, sehingga keduanya berstatus PERIKSA. Lebar 0,25-0,30 m memberi sekitar 0,43 m/detik. Kehilangan tekan 0,05 m masuk ke profil hidrolis rangkaian. TSS turun dari 300 menjadi 285 mg/L, sedangkan BOD tetap 400 mg/L, amoniak tetap 40 mg/L, dan minyak tetap 25 mg/L. Penurunan minyak baru terjadi di unit berikutnya.

Hubungan dengan baku mutu 11/2025

Saringan tidak menurunkan parameter baku mutu secara berarti: hanya TSS yang turun 5 persen menurut asumsi aplikasi, sedangkan BOD, COD, amoniak, minyak dan lemak, serta fecal coliform tidak berubah. Unit ini menjaga agar unit pengolah yang menurunkan parameter itu tetap bekerja. Pada air limbah domestik debit lebih dari 50 m3/hari yang berlaku adalah baku mutu pada halaman baku mutu 11/2025 menurut tingkat debit, dan teknologi bebas selama baku mutu terpenuhi. Angka kecepatan dan jarak batang di halaman ini berasal dari buku rujukan dan praktik desain, bukan dari peraturan. Pilihan manual atau mekanik karena itu menjadi keputusan perancang dan pengelola.

Latihan

Soal 1 (mudah). Debit puncak 5 L/detik, lebar saluran 0,40 m, jarak batang 20 mm, tebal batang 10 mm. Tinggi air dipakai 0,05 m (batas minimal). Hitung kecepatan melalui celah dan kecepatan di saluran, lalu nilai kedua kecepatan itu terhadap kriterianya.

Jawaban: e = 0,667. Kecepatan celah = 0,005 / (0,40 x 0,05 x 0,667) = 0,375 m/detik. Kecepatan saluran = 0,005 / (0,40 x 0,05) = 0,25 m/detik. Keduanya berada dalam rentang (0,30 - 0,60 untuk saringan manual dan 0,15 - 0,90), jadi OK.

Soal 2 (sedang). Pada debit puncak 4,34 L/detik, lebar saluran diperlebar menjadi 0,60 m dengan tinggi air tetap 0,05 m. Hitung kedua kecepatan, sebutkan statusnya, dan usulkan perbaikan.

Jawaban: kecepatan celah = 0,00434 / (0,60 x 0,05 x 0,667) = 0,217 m/detik (di bawah 0,30). Kecepatan saluran = 0,00434 / (0,60 x 0,05) = 0,145 m/detik (di bawah 0,15). Keduanya PERIKSA: pasir akan mengendap di depan kisi. Perbaikan: kecilkan lebar saluran kembali menjadi sekitar 0,40 m.

Soal 3 (menantang). Pada debit puncak 4,34 L/detik, tinggi air 0,05 m, dan bagian terbuka 0,667, berapa lebar saluran terbesar yang masih memenuhi kecepatan celah minimal 0,30 m/detik? Berapa lebar terbesar menurut kecepatan saluran minimal 0,15 m/detik? Kriteria mana yang lebih dulu membatasi, dan berapa kecepatan salurannya pada lebar terbesar itu?

Jawaban: dari celah, B maksimum = 0,00434 / (0,30 x 0,05 x 0,667) = 0,434 m. Dari saluran, B maksimum = 0,00434 / (0,15 x 0,05) = 0,579 m. Kecepatan celah membatasi lebih dulu, sehingga lebar terbesar sekitar 0,43 m. Pada lebar itu kecepatan saluran = 0,00434 / (0,43 x 0,05) = 0,20 m/detik, masih OK.

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.

Foto dan gambar dari sumber terbuka

Foto dan gambar dari sumber terbuka

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