KAJIAN TEKNIS PENANGANAN AIR ASAM TAMBANG DI STOCKPILE PT. BUKIT ASAM (PERSERO), TBK. UNIT DERMAGA KERTAPATI
PT Bukit Asam (Persero), Tbk merupakan perusahaan yang bergerak di bidang pertambangan batubara dan energi. Umumnya batubara yang ditambang digunakan sebagai bahan bakar untuk Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) dan pabrik semen. PT Bukit Asam (Persero), Tbk. memiliki beberapa sarana penunjang dalam kegiatan pengangkutan produk batubara yang akan dikirim ke konsumen, salah satunya adalah Unit Dermaga Kertapati. Unit Dermaga Kertapati berfungsi sebagai stockpile batubara dan sebagai tempat kegiatan pemuatan batubara ke Tongkang.
Selama batubara ditimbun di stockpile, limbah berupa air asam tambang (AAT) akan terbentuk, terlebih apabila batubara yang ditimbun adalah batubara dengan kandungan sulfur yang tinggi. Penanganan air asam tambang yang terbentuk harus dilakukan, meliputi pembuatan sistem drainase yang memadai dan sistem pengolahan air asam tambang. Air asam tambang dari stockpile dialirkan melalui saluran-saluran drainase menuju ke kolam-kolam treatment, kemudian proses pengolahan air asam tambang dilakukan dengan metode aktif, yaitu dengan penambahan senyawa kapur.
Kurangnya perawatan pada sistem drainase dan sistem pengolahan air asam tambang selama musim kemarau akan menyebabkan kurang optimalnya penanganan air asam tambang pada musim hujan. Beberapa indikasi kurangnya perawatan sistem drainase dan sistem pengolahan air asam tambang selama musim kemarau diantaranya adalah tersumbatnya saluran-saluran drainase serta kurangnya perawatan stockpile basement dan kolam treatment.
Oleh karena itu kajian teknis penanganan air asam tambang di stockpile perlu dilakukan untuk menjamin sistem drainase dan pengolahan air asam tambang di stockpile pada musim hujan dapat bekerja dengan optimal. Hal ini ditujukan agar perusahaan tidak mengalami kerugian akibat dampak negatif air asam tambang serta tidak kehilangan kepercayaan masyarakat karena dampak negatif air asam tambang terhadap lingkungan
B. PERMASALAHAN
1. Perawatan stockpile basement seperti apa yang harus dilakukan, dan bagaimana letak dan dimensi saluran drainase yang mampu mengalirkan AAT menuju kolam treatment ?
2. Bagaimana dimensi kolam treatment yang harus disediakan untuk proses pengolahan serta kebutuhan pompa yang harus disediakan untuk memompakan air hasil pengolahan dari kolam treatment menuju sungai ?
3. Bagaimana pengolahan AAT yang harus dilakukan agar target baku mutu air hasil pengolahan yang aman bagi lingkungan dapat tercapai, serta bagaimana kualitas air hasil pengolahan ?
C. TUJUAN PENELITIAN
Penelitian yang dilakukan memiliki beberapa tujuan, yaitu :
1. Mengevaluasi perawatan stockpile basement yang dilakukan, dan letak serta dimensi saluran drainase yang digunakan untuk mengalirkan AAT menuju kolam treatment.
2. Mengkaji dimensi kolam treatment yang dibutuhkan untuk proses pengolahan, serta kebutuhan pompa yang harus disediakan untuk memompakan air hasil pengolahan dari kolam treatment menuju sungai.
3. Menganalisis pengolahan AAT yang dilakukan dan kualitas air hasil pengolahan tersebut untuk mencapai target baku mutu air hasil pengolahan yang aman bagi lingkungan.
D. PEMBATASAN MASALAH
Ruang lingkup pembatasan masalah dalam penelitian ini adalah kajian teknis penanganan air asam tambang meliputi kajian teknis sistem drainase dan pengolahan air asam yang hanya dilakukan di satu lokasi, yaitu stockpile PT. Bukit Asam (Persero), Tbk. Unit Dermaga Kertapati. Selain itu penelitian ini juga hanya berfokus pada kajian teknis penanganan air asam tambang pada area stockpile, tidak termasuk pada disposal area dan area penambangan.
Manfaat dari penelitian ini adalah mengetahui penanganan air asam tambang, meliputi sistem drainase stockpile serta pengolahan air asam tambang yang optimal yang dapat digunakan di stockpile PT. Bukit Asam (Persero), Tbk. Unit Dermaga Kertapati, sehingga perusahaan dapat menerapkannya untuk mengalirkan semua air asam tambang yang terbentuk menuju kolam treatment serta target baku mutu air hasil pengolahan dapat tercapai, sehingga tidak akan mencemari lingkungan.
F. METODELOGI PENELITIAN
Di dalam melaksanakan penelitian ini, penulis menggabungkan antara teori dengan data-data lapangan. Sehingga dari keduanya didapat pendekatan penyelesaian masalah. Adapun urutan pekerjaan penelitian yaitu:
1. Pengumpulan data, yaitu data primer dan data sekunder.
a. Data primer, yaitu data yang diambil dari pengamatan lapangan dengan menentukan secara sistematis data yang dibutuhkan. Terdiri dari :
1. Dimensi dan letak saluran-saluran drainase 2. Bentuk dan dimensi stockpile basement
3. Dosis pengkapuran untuk pengolahan air asam tambang 4. Data kualitas air sebelum dan sesudah proses pengolahan 5. Data dimensi kolam treatment
b. Data sekunder, yaitu data yang diambil dari literatur dan referensi-referensi yang berhubungan dengan penelitian ini.
1. Data curah hujan 2. Data luas area stockpile
3. Data baku mutu air hasil pengolahan yang aman bagi lingkungan 4. Pengolahan data
diperoleh kesimpulan yang merupakan hasil perbandingan antara teori yang telah ada dengan keadaan sesungguhnya dilapangan.
5. Pembahasan
Setelah dilakukan pengolahan data, tahap selanjutnya adalah pembahasan. Pembahasan dilakukan terhadap hasil pengolahan data yang telah dilakukan. Pembahasan dapat dilakukan menggunakan metode-metode penelitian yang telah ada atau pun berupa analisa terhadap pengolahan data yang telah dilakukan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Batubara
Batubara diartikan sebagai batuan sedimen yang berasal dari material organic (organo clastic sedimentary rock), dapat dibakar dan memiliki kandungan utama berupa C, H, O (Sukandarrumidi, 2004). Batubara adalah bahan bakar padat yang mengandung abu. Oleh sebab itu, dalam pemanfaatannya diperlukan biaya yang cukup tinggi dalam proses penanganannya (coal handling). Dalam pemanfaatannya batubara memerlukan penanganan yang baik untuk menghindari beberapa masalah, antara lain :
a. batubara dapat terbakar dengan sendirinya (spontaneous combustion)
b. batubara dapat menimbulkan ledakan, umumnya pada tambang bawah tanah (underground mining)
c. batubara dapat menyebabkan pencemaran lingkungan, salah satunya adalah air asam yang disebabkan oleh kandungan sulfur pada batubara
Sulfur adalah salah satu komponen dalam batubara, yang terdapat sebagai sulfur organik maupun anorganik. Umumnya komponen sulfur dalam batubara terdapat sebagai sulfur syngenetik yang erat hubungannya dengan proses fisika dan kimia selama proses penggambutan dan dapat juga sebagai sulfur epigenetik yang dapat diamati sebagai pirit pengisi cleat pada batubara akibat proses presipitasi kimia pada akhir proses pembatubaraan (Elliott, 1981).
2.2 Air Asam Tambang pada Stockpile Batubara
yang membawa pencemaran itu sendiri, yaitu air yang berasal dari mine sump, tumpukan tanah penutup dan stockpile batubara (Hidir, 2006).
Aliran cairan dari tumpukan batubara yang terkena hujan berisiko mencemari lingkungan. Air asam tambang (acid mine drainage) dapat ditimbulkan oleh tumpukan (stockpile) batubara, terutama apabila kandungan belerangnya tinggi. Oksidasi udara terhadap belerang menghasilkan oksida belerang yang kemudian terlarut oleh air hujan membentuk air asam tambang (Rudy, 2012).
Apabila larutan air asam masuk sampai ke dalam lapisan air tanah maka keasaman air tanah akan meningkat. Air tanah yang asam dapat mengganggu kesehatan apabila digunakan untuk keperluan sehari-hari. Untuk mengatasi dampak tersebut, air lindihan dari air hujan disalurkan ke penampungan dan dikontrol keasamannya kemudian dinetralkan sebelum dibuang. Disamping itu, analisis terhadap logam-logam berat sebaiknya juga dilakukan (Elliott, 1981).
Ada tiga ( 3 ) jenis sulfida dalam air maupun air limbah yaitu (Gautama, 2007) :
a. Total sulfida : mencakup H2S, HS terlarut dan sulfida – sulfida logam
tersuspensi yang dapat dihidrolisis dengan asam.
b. Sulfida terlarut : sulfida yang tertinggal setelah padatan tersuspensi dalam contoh air dihilangkan dengan cara fluktuasi maupun pengendapan.
c. H2S yang tidak terionisasi : H2S jenis ini dapat dihitung dari konsentrasi H2S
terlarut, pH contoh air dan konstanta ionisasi H2S.
Menurut Gautama (2007) faktor yang dapat menentukan terjadinya pembentukan air asam tambang sebagai berikut :
- pH
- Temperatur
- Kandungan O pada fase gas, dengan kejenuhan < 100 %
- Kandungan O pada fase cair
- Luas permukaan mineral sulfida yang terpajan
- Energi kimia yang dibutuhkan untuk menurunkan asam
Sedangkan sifat fisik yang mempengaruhi migrasi air asam tambang
Pada prinsipnya, sistem drainase pada stockpile dan sistem drainase pada tambang memiliki tujuan yang sama, yaitu agar air yang masuk ke lokasi stockpile/tambang dapat dialirkan menuju kolam pengendapan/kolam treatment. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam sistem drainase stockpile adalah sebagai berikut :
a. Limpasan (Run Off)
Limpasan adalah semua air yang mengalir akibat hujan yang bergerak dari tempat yang lebih tinggi ke tempat yang lebih rendah tanpa memperhatikan asal atau jalan yang di tempuh sebelum mencapai saluran (Bambang,1985). Debit limpasan dapat dihitung dengan persamaan rasional berikut :
Q = 0,28 x β x I x A ...( 1 ) Dimana :
Q = Debit limpasan (m3/jam)
β = Koefisien penyebaran hujan (Tabel I.1) I = Intensitas curah hujan (mm/jam) A = Luas catchment area (m2)
Tabel I.1 Koefisien Penyebaran Hujan (Bambang, 1985)
6
Perhitungan debit limpasan perlu dilakukan untuk mengetahui debit air yang masuk ke area stockpile.
b. Basement Stockpile
Salah satu hal yang perlu diperhatikan dalam sistem drainase stockpile adalah perawatan basement stockpile, pemukaan stockpile diusahakan bisa mengalirkan air ke arah sistem drainase yang tersedia, dalam hal ini bentuk yang ideal permukaan stockpile adalah sedikit cembung, semua air dari stockpile dialirkan ke arah sistem treatment limbah (Anne,1999).
c. Saluran Terbuka
Bentuk penampang saluran air biasanya dipilih berdasarkan debit air, tipe material pembentuk saluran serta kemudahan dalam pembuatannya. Didalam merancang bentuk dan dimensi saluran air perlu dilakukan analisis sehingga saluran air tersebut dapat memenuhi hal-hal sebagai berikut antara lain (Bambang,1985), yaitu :
Mempunyai dimensi yang sesuai dengan debit aliran air
Mempunyai ruang jagaan yang cukup untuk mengantisipasi adanya sedimentasi di dalam saluran dan menampung terjadinya debit aliran yang di luar rencana.
Mempunyai kemiringan saluran yang aman sehingga kecepatan aliran tidak menimbulkan gerusan pada saluran.
Kemudahan dalam pengalian.
Saluran air dengan penampang segiempat atau segitiga umumnya untuk debit yang kecil, sedangkan penampang trapesium untuk debit yang besar. Perhitungan kapasitas pengaliran suatu saluran air dilakukan dengan rumus manning sebagai berikut (Endriantho et al,2013) :
...( 2 ) Dimana :
= Debit air (m3/detik)
A = Luas penampang basah (m2)
n = Koefisien kekasaran Manning yang menunjukkan kekasaran dinding suatu saluran (Tabel I.2)
Tabel I.2 Harga Koefisien Kekasaran Manning (n) (Bambang, 1985)
NO TIPE ELEMEN n Saluran pada batuan lurus dan teratur Saluran pada batuan tidak lurus dan tidak teratur
Kolam penampung merupakan tempat yang dibuat untuk menampung air sebelum air tersebut dipompakan, selain itu kolam penampung ini juga dapat berfungsi sebagai tempat mengendapkan material-material yang tidak diinginkan (Bambang,1985). Oleh karena itu perlu perencanaan dimensi kolam yang tepat agar kolam penampung mampu menampung semua air limpasan yang masuk ke stockpile.
e. Pompa
Pompa adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk memindahkan cairan dari suatu tempat ke tempat yang lain melalui suatu media perpipaan dengan cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan berlangsung secara terus menerus (Sularso dan Haruo, 1983). Pompa beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan tekanan antara bagian masuk (suction) dengan bagian keluar (discharge), dengan kata lain pompa berfungsi mengubah tenaga mekanis dari suatu sumber tenaga (penggerak) menjadi tenaga kinetis (kecepatan), dimana tenaga ini berguna untuk mengalirkan cairan dan mengatasi hambatan yang ada sepanjang pengaliran (Sularso dan Haruo, 1983).
digunakan dua pompa atau lebih yang dipasang secara parallel (Sularso dan Haruo, 1983).
Salah satu jenis pompa pemindah non positif adalah pompa sentrifugal. Menurut Sularso dan Haruo (1983), Pompa Sentrifugal dapat diklasifikasikan, berdasarkan : 3. Jumlah / Susunan Impeller dan Tingkat
- Single stage, terdiri dari satu impeller dan satu casing
- Multi stage, terdiri dari beberapa impeller yang tersusun seri dalam satu casing.
- Multi Impeller, terdiri dari beberapa impeller yang tersusun paralel dalam satu casing.
- Multi Impeller & Multi stage, merupakan kombinasi multi impeller dan multi stage.
Air asam Tambang memiliki tingkat keasaman dan konsentrasi logam terlarut yang tinggi. Oleh karena itu dibutuhkan proses pengolahan limbah untuk meminimalisasi kandungan ion besi (2,52 x 10-4µm) dan mangan (2,54 x 10-4µm) serta tingkat keasaman yang tinggi (Citria et al, 2012). Oleh karena itu diperlukan sistem pengolahan untuk menurunkan tingkat keasaman dan konsentrasi logam terlarut pada air asam tambang, beberapa sistem pengolahan yang dapat digunakan yaitu:
Sistem pengolahan aktif merupakan metode yang dilakukan melalui penambahan bahan kimia dalam proses netralisasi AAT. Sistem ini membutuhkan bantuan manusia dan bantuan instrumen pendukung lainnya dalam pengoperasian. Kelebihan sistem ini yakni memiliki efisiensi pengolahan yang cenderung lebih tinggi dan lebih mudah dalam mengontrol pengoperasiannya. Namun, sistem ini membutuhkan biaya konstruksi, operasi, dan perawatan yang relatif cukup besar (Taylor et al.,2005). Sistem pengolahan aktif dapat dilakukan dengan menggunakan metoda pemberian kapur padam dengan pembubuhan kering, pemberian larutan kapur dengan instalasi tanpa elektrik, dan pemberian larutan kapur dengan pengadukan secara mekanis dengan elektrik.
4.2Sistem Pengolahan Pasif
Sistem pengolahan pasif cenderung mengandalkan kemampuan fisik alami, geokimia, dan proses biologi dari sistem tersebut tanpa membutuhkan bantuan manusia dalam pengoperasiannya. Sehingga metode pengolahan pasif biasanya membutuhkan area yang relatif luas dan cenderung lebih cocok untuk melengkapi sistem pengolahan aktif dan pasca tambang (Taylor et al.,2005). Metode pengolahan secara pasif dikembangkan dengan menggunakan metoda aerobic wetland , successive alkalinity producing system (SAPS), dan open limestone channel (OLC).
I. JADWAL PELAKSANAAN
Rencana pelaksanaan kerja skripsi adalah mulai tanggal 16 Nopember 2015 sampai dengan 15 Januari 2016 dengan jadwal pelaksanaan sebagai berikut (Tabel f.1) :
Tabel f.1. Uraian Jadwal Kegiatan Penelitian
No Uraian Kegiatan Minggu
1 2 3 4 5 6 7 8
2 Pengumpulan Referensi dan Data 3 Pengolahan Data, Konsultasi dan Bimbingan 4 Penyusunan dan Pengumpulan Laporan
J. PENUTUP
Demikianlah proposal ini kami buat sebagai bahan pertimbangan bagi Bapak/Ibu agar dapat menerima kami untuk melaksanakan Tugas Akhir di PT. Bukit Asam (Persero), Tbk. Unit Dermaga Kertapati dan untuk selanjutnya kami mohon bimbingan dan arahan dari Bapak/Ibu dalam pelaksanaannya nanti.
K. DAFTAR PUSTAKA
Anne, M Carpenter. 1999. Management of coal stockpiles. IEA Coal Reseach . Bambang, S. 1985. “Perencanaan Drainase Tambang Terbuka”. PT. Pradnya
Paramita. Jakarta.
Citra Afrianty, Lustiana Gustin, Tri Kurnia Dewi. 2012. Jurnal Teknik Kimia: Pengolahan Limbah Air Asam Tambang Menggunakan Teknologi Membran Keramik. Universitas Sriwijaya. Vol.18, No.3 : 16-25.
Gautama RS. 2007. Pidato Guru Besar ITB: Pengelolaan air asam tambang: aspek penting menuju pertambangan berwawasan lingkungan.
Hidir Tresnadi, 2006. Jurnal Teknik Lingkungan: Karakteristik Air Asam Tambang di Lingkungan Tambang Pit 1 Bangko Barat, Tanjung Enim Sumatera Selatan. Puslitbang Teknologi Sumber Daya dan Mineral. Vol. 9, No.3 : 318-319.
M Endriantho, M Ramli. 2013. Jurnal Geosains: Perencanaan Penyaliran Tambang Terbuka Batubara. Universitas Hasanuddin. Vol.9, No.1 : 29-40.
Rudy Sayoga Pratama, 2012. Jurnal Teknologi Mineral dan Batubara : Pengelolaan Air Asam Tambang. Puslitbang Teknologi Mineral dan Batubara.Vol.15, No.02 : 78-90.
Sularso, Haruo Tahara.1983.”Pompa dan Kompresor”. PT Pradnya Paramita. Jakarta.
