Mulai dari jumlah penduduk, bukan dari peralatan
IPAL kontainer dihitung berdasarkan dua beban — debit hidrolik dan beban organik — dan sisi hidrolik dimulai dari jumlah orang yang dilayani IPAL tersebut. Praktik nasional mengonversi pemakaian air domestik menjadi debit air limbah dengan aturan tetap: alokasi air limbah domestik gabungan adalah 90% dari alokasi pemakaian air setempat (GB 50014-2021 §4.1.14). Alokasi pemakaian air per kapita sendiri dibagi menurut zona sumber daya air dan ukuran kota, dari 50 L per orang per hari pada band terendah hingga 320 L per orang per hari pada band tertinggi.
Proyek ekspor sering kali justru berpatokan pada satu konvensi nasional. British Water Flows and Loads menetapkan 150 L per orang per hari untuk Inggris; angka US EPA sekitar 170 L per orang per hari sebagai tipikal residensial, dengan desain sering diambil 284 L per orang per hari. Persoalannya bukan angka mana yang benar secara abstrak. Persoalannya adalah alokasi itu harus sesuai dengan wilayah proyek dan dinyatakan sebelum apa pun dikalikan.
- Pastikan jumlah penduduk yang dilayani, termasuk pertumbuhan yang diperkirakan di lokasi.
- Ambil alokasi pemakaian air untuk wilayah proyek dan zona sumber daya air.
- Terapkan aturan konversi untuk memperoleh alokasi air limbah domestik gabungan.
Dari alokasi per kapita ke debit harian rata-rata
Debit harian rata-rata adalah jumlah penduduk dikalikan alokasi air limbah per kapita. Contoh perhitungan pada bagan penduduk ke kapasitas memakai Zona 2, kota sedang, dan 120 L per orang per hari: dikonversi pada 90%, hasilnya 108 L per orang per hari air limbah, dan jumlah penduduk yang dilayani 10000 orang menghasilkan debit harian rata-rata sekitar 1080 m³ per hari. Angka itu adalah rata-rata, dan rata-rata belum menjadi debit desain.
Jika jumlah penduduk bukan pemicu utamanya — kawasan industri, pabrik makanan, rumah sakit — debit justru berasal dari meteran air atau uraian proses, dan jalur per kapita hanya menjadi pemeriksaan silang.
Terapkan faktor puncak Kz
IPAL tidak menerima debit pada rata-rata yang tetap. Faktor variasi cuaca kering Kz menaikkan debit harian rata-rata ke puncak, dan tangki serta pipa dihitung berdasarkan puncak. Tabel 4.1.15 GB 50014-2021 memberi Kz 2.7 pada 5 L/s, menurun melalui 2.4 pada 15 L/s dan 1.9 pada 100 L/s hingga 1.5 pada 1000 L/s ke atas; debit antara diinterpolasi.
Ada dua catatan yang menyertai tabel itu. Edisi 2021 menaikkan faktor-faktor ini: edisi 2006 yang digantikan memakai nilai dari 2.3 turun hingga 1.3, dan banyak materi terbitan masih mengutip himpunan lama. Secara terpisah, konvensi Timur Tengah juga berbeda — panduan desain MEWA Arab Saudi memakai 1.6 untuk kota besar dan 2.2 untuk desa dan kota kecil. Perhitungan ekspor harus menyatakan konvensi mana yang diikutinya.
Periksa beban organik, bukan hanya debit
Sebuah IPAL bisa benar secara hidrolik tetapi tetap kekurangan kapasitas, karena bagian biologisnya dihitung berdasarkan apa yang dibawa air. Konsentrasi air limbah domestik diterbitkan sebagai statistik industri dan bukan nilai standar: survei nasional atas 127 IPAL memberi COD rata-rata 220 mg/L, BOD₅ 81.6 mg/L dan padatan tersuspensi 148.5 mg/L, dengan nilai persentil ke-80 dicantumkan terpisah. Praktik desain umum berada di atas rata-rata survei, yaitu 250–450 mg/L COD dan 100–200 mg/L BOD₅.
Air limbah industri adalah kasus tersendiri. Jika aliran limbah membawa beban organik tinggi — pengolahan makanan adalah contoh yang lazim — beban organik menentukan ukuran IPAL, dan pra-pengolahan ditetapkan sebelum tahap biologis dihitung.
Ubah debit desain menjadi volume tangki
Volume tangki mengikuti debit dan waktu tinggal yang dibutuhkan proses: V = Q × HRT. Waktu tinggal hidrolik ditetapkan per fungsi tangki. Praktik nasional memberi 1–2 h untuk tangki anaerobik dan 0.5–3.0 h untuk tangki anoksik, dengan waktu tinggal padatan 3.5–7.0 hari jika penyisihan fosfor menjadi sasaran utama. Jika aerasi diperpanjang digunakan, panduan Timur Tengah memberi waktu aerasi 18–36 h dan umur lumpur 10–30 hari.
Perhitungan berdasarkan debit puncak adalah pilihan konservatif untuk tangki yang harus melewati puncak, sedangkan tahap biologis yang dirancang berdasarkan beban sering dihitung berdasarkan debit rata-rata. Mana pun yang dipakai harus dinyatakan, karena kedua jawabannya berbeda.
Dari volume ke jejak dan jenis kontainer
Volume kemudian menjadi jejak. Satu unit kontainer melayani debit desain 0.5–15 m³/h, atau 12–360 m³/hari, dan peralatan yang dirakit berkisar dari sekitar 3 × 1.5 × 2 m hingga 16 × 3 × 3.5 m bergantung kapasitasnya. Ujung terbesar dari rentang itu tidak dapat berangkat dalam kontainer kering standar, yang lebar internalnya hanya 2.352 m, dan lebar serta tinggi — bukan volume — yang menentukan jalur pengiriman.
Itulah sebabnya perhitungan kapasitas berakhir dengan pemeriksaan pemuatan, bukan dengan pesanan pembelian. Kapasitas yang dibutuhkan menentukan berapa unit yang diperlukan IPAL; dimensi setiap unit menentukan apakah dikirim dalam kontainer kering, dalam kontainer open-top atau flat-rack, atau sebagai kargo break-bulk. Hanya ketika kedua jawaban itu cocok, IPAL siap untuk dikutip harganya.