Nota Pengajian Kejuruteraan Awam Tingkatan 5 Bab 2:
RINGKASAN
Ringkasan Mudah Difahami (Nota Pengajian Kejuruteraan Awam Tingkatan 5 Bab 2:)
Panduan ini merangkumi dua sistem kejuruteraan awam yang kritikal: sistem bekalan air bersih dan sistem penyaliran kumbahan domestik. Kedua-dua sistem ini penting untuk kesihatan awam dan kelestarian alam sekitar.
Bahagian 1: Sistem Bekalan Air Bersih
Sistem ini bertanggungjawab untuk mengambil air mentah dari sumbernya, merawatnya sehingga selamat digunakan, dan mengagihkannya kepada pengguna.
1. Sumber Bekalan Air:
• Kitaran Hidrologi: Proses semula jadi di mana air tersejat dari permukaan bumi, membentuk awan melalui pemeluwapan, dan kembali ke bumi sebagai hujan. Ini adalah sumber utama air boleh diperbaharu.
• Sumber Utama di Malaysia: Kebanyakan sumber air mentah (97%) di Malaysia berasal dari air permukaan seperti sungai dan tasik. Baki 3% adalah daripada air bawah tanah.
• Jenis Sumber:
◦ Sungai: Sumber utama di Malaysia. Kualitinya dipantau menggunakan Indeks Kualiti Air (IKA).
◦ Tasik/Kolam: Air biasanya kurang keruh tetapi mungkin mempunyai masalah bau dan warna.
◦ Air Bawah Tanah: Kurang tercemar oleh aktiviti manusia tetapi sering mengandungi kandungan mineral yang tinggi.
◦ Air Laut: Memerlukan proses rawatan khas yang mahal seperti penyulingan (nyahgaram).
2. Proses Rawatan Air: Air mentah dari sumbernya melalui beberapa peringkat rawatan di loji untuk menyingkirkan bendasing, bakteria, dan bahan kimia berbahaya.
• Penyaringan: Menyingkirkan bahan terampai kasar seperti sampah, kayu, dan plastik menggunakan penyaring kasar dan halus.
• Pengudaraan: Mencampurkan air dengan udara untuk mengoksidakan besi dan mangan terlarut, serta menghilangkan bau dan rasa yang tidak menyenangkan.
• Pembauran Kimia: Bahan kimia seperti alum (aluminium sulfat) ditambah untuk bertindak sebagai agen pengentalan.
• Pengentalan & Penggumpalan: Zarah-zarah halus bercantum membentuk gumpalan (bahan berbuku) yang lebih besar dan berat.
• Pengenapan: Gumpalan yang berat mendap ke dasar tangki, mengasingkan air jernih di bahagian atas.
• Penapisan: Air jernih dialirkan melalui media penapis (pasir dan kerikil) untuk menyingkirkan baki bahan berbuku yang halus.
• Pembasmian Kuman & Penyesuaian pH: Klorin ditambah untuk membunuh mikroorganisma berbahaya. pH air diselaraskan menggunakan kapur agar selamat diminum.
• Pemfluoridaan: Sodium fluorida ditambah untuk kesihatan gigi (mencegah kaviti), dengan paras yang dikawal ketat (0.4 – 0.6 mg/ℓ).
• Penyimpanan: Air yang telah dirawat disimpan dalam tangki simpanan air jernih sebelum diagihkan.
3. Pengagihan Air dan Sistem Perpaipan:
• Kaedah Agihan:
◦ Graviti: Paling ekonomik. Digunakan apabila tangki simpanan berada lebih tinggi daripada kawasan bekalan.
◦ Pam: Digunakan untuk membekalkan air ke kawasan yang lebih tinggi atau sama aras dengan tangki. Memerlukan kos operasi dan penyenggaraan.
◦ Pam dan Takungan: Kombinasi efisien di mana air dipam ke kawasan bekalan dan juga ke tangki perkhidmatan untuk kegunaan semasa permintaan tinggi.
• Sistem Perpaipan:
◦ Sistem Hujung Mati: Kos rendah, sesuai untuk kawasan luar bandar. Namun, gangguan bekalan menjejaskan semua pengguna di laluan yang sama.
◦ Sistem Grid: Sesuai untuk bandar terancang. Air mengalir dari pelbagai arah, jadi bekalan tidak mudah terjejas jika berlaku kerosakan.
◦ Sistem Jejarian: Digunakan untuk bangunan bertingkat. Tekanan air lebih tetap.
4. Air Bukan Hasil (Non-Revenue Water – NRW): NRW ialah air yang hilang dalam sistem agihan dan tidak dibilkan kepada pengguna. Puncanya termasuk kebocoran paip (kehilangan fizikal), kecurian air atau meter rosak (kehilangan komersial), dan penggunaan sah yang tidak dibilkan (pemadaman api). Mengurangkan NRW adalah penting untuk kecekapan operator air.
Bahagian 2: Sistem Penyaliran Kumbahan Domestik
Sistem ini direka untuk mengumpul, menyalirkan, dan merawat air sisa dari aktiviti manusia sebelum dilepaskan semula ke alam sekitar.
1. Jenis dan Komposisi Kumbahan:
• Kumbahan Domestik: Berasal dari kawasan perumahan, komersial, dan institusi (tandas, sinki, bilik air).
• Komposisi: Kumbahan domestik terdiri daripada 99% air dan 1% sisa tercemar (bahan organik seperti protein dan lemak; bahan bukan organik seperti garam dan logam).
2. Kepentingan Sistem Penyaliran:
• Menjaga kesihatan awam dengan mengelakkan penyakit berjangkit.
• Memastikan kumbahan dialirkan keluar dari bangunan dengan cepat.
• Mengelakkan pengumpulan gas berbahaya.
• Membuang sisa kumbahan secara sistematik dan selamat.
3. Komponen Utama Sistem Penyaliran:
• Lekapan Sanitari: Peralatan untuk mengumpul kumbahan (cth: tandas, sinki, tab mandi).
• Paip Lekapan: Paip menegak yang menyambungkan lekapan sanitari ke paip salir. Terdapat sistem satu paip, dua paip, dan paip tumpu.
• Paip Salir: Paip mendatar di bawah tanah yang membawa kumbahan dari bangunan ke pembetung awam atau tangki septik.
• Pembetung Awam: Rangkaian paip bawah tanah yang menyalirkan kumbahan dari pelbagai premis ke loji rawatan.
• Rawatan Kumbahan: Proses merawat kumbahan untuk menyingkirkan bahan pencemar.
4. Sistem Rawatan Kumbahan:
• Sistem On-Site (Tangki Septik): Digunakan untuk rumah persendirian atau kawasan luar bandar. Pepejal mendap sebagai enap cemar dan cecair (efluen) dilepaskan ke sistem saliran atau tanah. Memerlukan penyenggaraan berkala untuk mengelakkan pencemaran air bawah tanah.
• Sistem Off-Site (Loji Rawatan Kumbahan): Digunakan di kawasan bandar. Kumbahan dari kawasan yang luas dikumpulkan dan dirawat secara berpusat menggunakan kaedah fizikal, biologi, dan kimia sebelum dilepaskan ke sungai atau laut.
5. Sistem Perpaipan Kumbahan:
• Sistem Berasingan: Menggunakan dua paip berbeza; satu untuk kumbahan domestik (najis dan air sisa) yang dihantar ke loji rawatan, dan satu lagi untuk air larian permukaan (air hujan) yang dilepaskan terus ke sungai. Sistem ini lebih baik untuk alam sekitar tetapi kos pemasangannya tinggi.
• Sistem Bergabung: Menggunakan satu paip untuk mengumpul semua jenis kumbahan (domestik dan air hujan) dan menghantarnya ke loji rawatan. Kos pemasangan lebih rendah tetapi berisiko melimpah semasa hujan lebat, menyebabkan pencemaran.
GLOSARI
| Istilah | Definisi |
| Air Bukan Hasil (NRW) | Perbezaan antara kuantiti air yang disalurkan dalam sistem pengagihan dan kuantiti air yang dibilkan kepada pengguna. |
| Efluen | Aliran kumbahan yang telah dirawat dan dilepaskan dari tangki septik atau loji rawatan. |
| Indeks Kualiti Air (IKA) | Satu piawaian yang digunakan untuk mengklasifikasikan dan menilai kualiti air sungai. |
| Keperluan Oksigen Biokimia (BOD) | Sukatan jumlah oksigen yang diperlukan oleh mikroorganisma untuk mereputkan bahan organik dalam kumbahan secara semula jadi. |
| Keperluan Oksigen Kimia (COD) | Kuantiti oksigen yang diperlukan oleh agen pengoksidaan kimia untuk menguraikan bahan organik dalam kumbahan. |
| Kitaran Hidrologi | Proses kitaran air yang berterusan dari permukaan bumi ke atmosfera dan kembali semula ke bumi. |
| Klorin | Bahan kimia yang lazimnya digunakan untuk pembasmian kuman bagi menghapuskan mikroorganisma dalam air. |
| Lekapan Sanitari | Kelengkapan yang disambungkan pada paip bagi mengumpulkan najis (lekapan najis) atau air sisa (lekapan air sisa). Contohnya tandas dan sinki. |
| Lurang | Ruang atau lubang periksa yang dibina pada sambungan paip salir atau pembetung awam untuk tujuan pemeriksaan dan penyenggaraan. |
| Muka Sauk | Struktur binaan di tebing sungai untuk mengambil air mentah secara graviti sebelum dipam ke loji rawatan. |
| Nyahgaram | Proses penyulingan untuk menyingkirkan garam daripada air laut bagi menjadikannya air tawar. |
| Paip Bolong | Paip yang berfungsi untuk melepaskan udara termampat dari dalam sistem paip kumbahan bagi memastikan aliran lancar. |
| Paip Lekapan | Paip yang menyalirkan kumbahan dari lekapan sanitari ke paip salir. Biasanya dipasang secara menegak. |
| Paip Salir | Paip yang dipasang di bawah tanah untuk menyalirkan kumbahan dari bangunan ke pembetung awam atau tangki septik. |
| Pembasmian Kuman | Proses membunuh mikroorganisma berbahaya seperti bakteria dan virus yang terkandung di dalam air. |
| Pembetung Awam | Rangkaian paip bawah tanah yang dibina untuk menyalirkan kumbahan dari kawasan perumahan atau komersial ke loji rawatan. |
| Pemfluoridaan | Proses penambahan bahan kimia sodium fluorida ke dalam air terawat untuk membantu menjaga kesihatan gigi. |
| Pengentalan | Proses pembentukan bahan berbuku (gumpalan kecil) dengan menggunakan bahan kimia seperti alum. |
| Penggumpalan | Proses di mana bahan berbuku yang terbentuk menjadi lebih besar dan berat supaya mudah mendap. |
| Pengudaraan | Proses mencampurkan air dengan udara (oksigen) untuk menyingkirkan bahan larut seperti besi dan mangan serta menghilangkan bau. |
| Penyaringan | Proses menapis bahan-bahan terampai seperti sampah dan serpihan kayu daripada memasuki loji rawatan air. |
| SPAN | Suruhanjaya Perkhidmatan Air Negara, agensi yang bertanggungjawab mengawal selia industri perkhidmatan air dan pembetungan di Malaysia. |
| Tangki Septik | Sebuah tangki bawah tanah kedap air yang merawat kumbahan secara on-site, di mana pepejal mendap sebagai enap cemar dan cecair dialirkan keluar. |