32
KAJIAN TEKNIS DIMENSI KOLAM PENGENDAPAN DI SETTLING POND 71 C
PT. PERKASA INAKAKERTA KECAMATAN BENGALON KABUPATEN
KUTAI TIMUR PROVINSI KALIMANTAN TIMUR
Isnaeni, Untung, Gunawan Nusanto, Sudaryanto
Program Studi Teknik Pertambangan, Fakultas Teknologi Mineral Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta Jl. SWK 104 (Lingkar Utara), Yogyakarta 55283 Indonesia
Abstrak
PT. Perkasa Inakakerta adalah perusahaan yang bergerak dalam bidang pertambangan batubara, berlokasi di Bengalon, Provinsi Kalimantan Timur. Sistem penambangan yang diterapkan adalah sistem penambangan terbuka. Lokasi penelitian berada di Settling Pond 71 C. Pengukuran parameter kualitas air dilakukan terlebih dahulu sebelum dialirkan keperairan bebas. Adapun parameter yang diukur adalah pH 6-9, TSS < 300 Mg/l, Besi (Fe) < 4 Mg/l dan Mangan (Mn) < 7 Mg/l dengan menggunakan kertas lakmus, TSS meter dan Colorimeter DR 890.
Kolam pengendapan terdiri dari 7 kompartemen, 3 komapartemen sebagai proses pengendapan dan 4
kompartemen sebagai perawatan (treatment) , luas kolam 7.644 m2 dan volume 31.734 m3 dengan debit hasil
pemompaan yang mengalir pada zona inlet sebesar 729,27 m3/jam atau 14.585 m3 dengan waktu pemompaan
selama 20 jam. Koagulan yang digunakan untuk menetralkan pH adalah kapur padam (CaO) sebanyak 71 kg/jam. Alat mekanis yang digunakan untuk perawatan kolam adalah Backhoe PC 200 dengan jangkauan gali mendatar 9,19 meter dan kedalaman 5,78 meter.
Saat ini untuk parameter kualitas air yang belum memenuhi standar baku mutu adalah pH dan TSS, koagulan yang digunakan terlalu banyak, faktor yang mempengaruhi adalah dimensi kolam pengendapan yang terlalu luas sehingga kurang efektif.
Upaya agar parameter kualitas air memenuhi baku mutu dan koagulan yang digunakan tidak terlalu banyak adalah melakukan perbaikan pada dimensi kolam menjadi 2 kompartemen sebagai proses pengendapan material
padatan dan 3 kompartemen untuk perawatan (treatment) dengan luas 5.505 m2 dan volume 24.663 m3 sehingga
koagulan yang digunakan sebanyak 48 kg/jam.
Kata kunci : kualitas, dimensi kolam pengendapan, kapur padam (CaO), Back Hoe PC 200
1. PENDAHULUAN
Settling Pond 71 C merupakan kolam pengendapan yang dimiliki PT. Perkasa Inakakerta (PT.PIK) untuk menampung air hasil pemompaan inpit dump 71 dan pit 71 N. Dalam melakukan perawatan, digunakan kapur padam (CaO) untuk mentralkan air asam dan alat back hoe PC 200 untuk pengerukan lumpur hasil pengendapan.
Saat ini dimensi kolam pengendapan yang digunakan
memiliki luas 7.644 m2 dan volume 31.734 m3.
Luasan ini masih sangat besar untuk menampung air hasil pemompaan sehingga proses perawatan untuk kualitas air pada kolam pengendapan kurang efektif. Berdasarkan hal tersebut, objek penelitian ini ditekankan untuk mengkaji kualitas air, dimensi kolam pengendapan dan koagulan yang digunakan. Kolam pengendapan memegang peranan penting dalam sistem penyaliran penambangan batubara. Kolam pengendapan pada saat ini belum mampu mengatasi kualitas dan kuantitas air yang masuk pada zona inlet sehingga dapat mempengaruhi aktifitas penambangan.
Lokasi pertambangan PT. Perkasa Inakakerta secara
administratif terletak di wilayah Kecamatan
Bengalon, Kabupaten Kutai Timur, Provinsi
Kalimantan Timur. PT. Perkasa Inakakerta Secara
astronomis terletak antara 117°35’56” –
117°44’14”BT dan 0°44’41” – 0°53’23” LS.
2. HASIL PENELITIAN
Curah Hujan Rencana dan Intensitas Curah Hujan
Berdasarkan perhitungan dapat ditentukan besarnya curah hujan rencana maksimum adalah sebesar 126,44 mm/hari dengan umur tambang 9 tahun. Data curah hujan yang digunakan di daerah penelitian adalah selama 6 tahun mulai dari tahun 2009-2014 dengan periode ulang hujan 3 tahun. Resiko hidrologi yang didapatkan dari perhitungan adalah 97,3%. Perhitungan intensitas curah hujan dilakukan dengan rumus Mononobe, dari hasil perhitungan didapatkan intensitas curah hujan 43,74 mm/jam.
Tabel 1. Curah Hujan Rencana pada Periode Ulang Berbeda
Gambar 1. Peta Daerah Tangkapan Hujan pada Lokasi Penelitian
34
Penentuan nilai koefisien didasarkan atas topografi daerah penelitian, jenis tanah dan kerapatan vegetasi (Tabel 2).
Tabel 2. Luas Daerah Tangkapan Hujan dan Nilai Koefisien Limpasan
Debit Pompa Aktual
Debit pompa yang didapatkan yaitu dengan cara
pengukuran langsung di lapangan dengan
menggunakan alat ukur debit air Globalwatermeter. Data yang dihasilkan dari alat Globalwatermeter yaitu kecepatan air yang keluar dari pipa keluaran dalam satuan m/s. Pompa yang digunakan pada sumuran inpit dump 71 yaitu menggunakan Selwood H200 dan Multiflo 380 dengan debit actual.
Tabel 3. Hasil Pengambilan data debit aktual pompa
Karakteristik Air Kolam Pengendapan
Karakteristik air kolam pengendapan antara lain adalah pH, TSS, Besi (Fe) dan Mangan (Mn).
Untuk pengukuran pH (Derajat Keasaman) dilakukan dengan menggunakan kertas lakmus pada zona inlet dan zona outlet. Pada zona inlet memiliki pH 3 dan pada zona outlet memiliki pH 6. Pengukuran TSS dengan menggunakan TSS meter, pada zona inlet nilai TSS terbesar 328 Mg/l dan zona outlet 177 Mg/l. Untuk pengukuran besi (Fe) dan mangan (Mn) menggunakan alat yang sama yaitu Colorimeter DR 890, didapatkan nilai besi (Fe) terbesar 2,3 Mg/l dan mangan (Mn) 0,4 Mg/l.
Dimensi Kolam Pengedapan
Kolam pengendapan 71 C secara geografis terletak
pada E 117o38’47’’ E 00o45’67’’ terdapat tujuh
kompartemen, kompartemen satu sampai tiga digunakan untuk mengendapkan material hasil
pemompaan. Kompartemen empat sampai tujuh digunakan untuk perawatan.
Tabel 4. Hasil Pengukuran Dimensi Kolam
Komp Panjang (m) Lebar (m) Sekat (m) Luas (m2) Volume (m3) 1 40,5 30 9,5 1.215 6.075 2 42,6 30 7,4 1.278 6.390 3 45,5 30 14,5 1.365 6.825 4 32,8 30 7,2 984 3.936 5 31,8 30 8,2 954 3.816 6 30,8 30 9,2 924 3.696 7 30,8 30 9,2 924 3.696
Sumber : PT. Perkasa Inakakerta
Jenis material yang terendapkan pada kolam pengendapan adalah lanau dan lempung sehingga mempunyai diameter partikel padatan 0,002 mm.
Gambar 2. Klasifikasi Butiran
Dari klasifikasi tersebut dengan diameter 0,002 mm pada tabel klasifikasi padatan diperairan angka tersebut termasuk padatan tersuspensi dengan ukuran
diameter < 10-3 mm.
Tabel 5. Klasifikasi Padatan di Perairan
Klasifikasi Padatan Ukuran Diameter (µm) Ukuran (mm) Padatan Terlarut < 10-3 < 10-4 Koloid 10-3 - 1 10-4 – 10-3 Padatan Tersuspensi < 1 < 10-3
Koagulan yang Digunakan
PT. Perkasa Inakakerta menggunakan Kapur Padam (CaO) dengan rata-rata pemakaian 71 kg/jam. Dengan cara mencampur kapur padam (CaO) dengan air
DTH Koefisien A 0,4 A.1 0,9 B 0,4 B.1 0,9 C 0,4 D 0,9 E 0,9 PIT71N 0,9 INPITDUMP71 0,9
dalam suatu bak yang kemudian dialirkan
menggunakan pipa pada pintu kompartemen tiga ke kompartemen empat.
Gambar 3. Proses Pengadukan Kapur Padam dengan Air
Alat yang Digunakan Untuk Perawatan
Alat mekanis yang digunakan pada adalah Backhoe PC 200. PT. Perkasa Inakakerta tidak secara khusus menyediakan alat backhoe untuk pengerukan lumpur karena jangka waktu pengerukan yang hanya dilakukan 2 tahun sekali.
3. PEMBAHASAN
Karakteristik Air Kolam Pengendapan
Karakteristik dan parameter air tambang batubara yang terdapat pada kolam pengendapan 71 C dilakukan pengukuran sesuai dengan Peraturan Daerah Kalimantan Timur No 02 Tahun 2011.
1. Derajat Keasaman (pH)
Hasil pengukuran derajat keasaman (pH) didapatkan angka pH zona inlet terendah adalah 3 dan zona outlet 6. Air yang tertampung pada kolam pengendapan dikatakan bersifat asam atau sering disebut air asam tambang karena memiliki pH < 6, air yang bersifat asam ini disebabkan oleh material daerah sekitar penambangan adalah material PAF (Potentially Acid Forming) yaitu material yang berpotensi berbentuk asam sehingga jika terjadi hujan maka air tersebut akan bereaksi dengan mineral sulfida tertentu yang terdapat dalam batuan dan bereaksi dengan udara sehingga akan menghasilkan asam sulfat. Air tersebut akan mengalir ke tempat terendah yaitu pada sump inpit dump 71 dan pit 71 N yang kemudian akan dipompa menuju kolam pengendapan, sehingga air yang akan dihasilkan pada zona inlet masih bersifat asam.
2. Total Suspended Solid (TSS)
Hasil pengukuran TSS didapatkan nilai terbesar pada zona inlet 328 Mg/l dan zona outlet 177 Mg/l, standar baku mutu yang ditetapkan untuk nilai TSS adalah 300 Mg/l. Nilai TSS pada zona outlet sudah memenuhi baku mutu yang telah ditetapkan sehingga aman untuk langsung dialirkan keperairan bebas. Air hasil pemompaan yang masuk pada zona inlet bercampur dengan lumpur sehingga TSS akan cukup
tinggi. Material lumpur yang masuk pada
kompartemen pertama akan mengendap sehingga kompartemen dua dan tiga sudah sedikit mengandung lumpur sehingga pada zona outlet didapatkan TSS yang aman yaitu 177 Mg/l.
3. Ion Besi (Fe)
Ion besi (Fe) pengukuran hanya dilakukan satu kali dalam satu minggu karena pengujiannya dilakukan pada suhu ruangan dengan menggunakan alat Calorimeter DR 890 untuk pengujian ion besi (Fe) jenis reagennya adalah reagen iron, dari hasil pengujian didapatkan nilai ion besi (Fe) terendah 0,4 Mg/l dan tertinggi 2,3 Mg/l. Angka ini masih sangat aman untuk langsung dialirkan dari standar baku mutu yang ditetapkan yaitu 7 Mg/l.
4. Mangan (Mn)
Pengukuran nilai mangan (Mn) dilakukan sama
seperti pengukuran ion besi (Fe) karena
menggunakan sampel dan alat yang sama, akan tetapi memakai 10 ml dari 1 liter sampel yang diambil dan jenis reagennya adalah reagen mangan, dari hasil pengujian didapatkan nilai mangan (Mn) terendah 0,1 Mg/l dan tertinggi 0,4 Mg/l. Nilai ini juga masih sangat aman apabila langsung dialirkan keperairan bebas dari standar baku mutu yang ditetapkan yaitu 4 Mg/l.
Dimensi Kolam Pengendapan
Kolam pengendapan pada PT. Perkasa Inakakerta mempunyai 7 kompartemen dengan luas keseluruhan
7.644 m2 dan volume 31.734 m3. Ukuran butir yang
yaitu 0,002 mm pada klasifikasi tabel padatan angka
tersebut termasuk padatan tersuspensi < 10-3 mm.
Debit total yang masuk pada zona inlet sebesar
729,27 m3/jam, maksimal pemompaan dilakukan
selama 20 jam/hari sehingga debit total untuk satu
hari 14.585 m3/hari. Artinya volume kolam
pengendapan masih sangat besar untuk menampung air hasil pemompaan dalam 1 hari, sehingga perlu evaluasi pada luas kolam.
Tabel 6. Perbaikan Dimensi Kolam Pengendapan
Komp Pjg (m) Lbr (m) Sekat (m) Luas (m2) Volume (m3) 1 42,6 30 7,4 1.278 6.380 2 45,5 30 14,5 1.365 6.825 3 32,8 30 7,2 984 3.936 4 31,8 30 9,2 954 3.816 5 30,8 30 9,2 924 3.696
Dari tabel hasil perbaikan dimensi kolam
pengendapan dilakukan pengurangan jumlah
kompartemen pada kompartemen 1 , 6 dan 7
kemudian didapatkan luas 5.505 m2 dan volume
24.663 m3, sehingga kolam pengendapan masih
sangat cukup untuk menampung air hasil pemompaan
dalam satu hari yaitu 14.485 m3/hari.
Koagulan yang Digunakan
Jenis kogulan yang digunakan adalah kapur padam (CaO) yaitu kapur hasil pemadaman kapur tohor
36
menetralkan air yang bersifat asam dan lebih mudah untuk didapatkan.
Reaksi Air Asam
FeS2 + 15/4 O2 + 7/2 H2O 2 H2SO4 + Fe (OH)3
Reaksi Air Asam + Kapur Padam
2 H2SO4 + 2CaO 2CaSO4 + 2H2O
Dari reaksi tersebut jika air asam ditambahkan dengan kapur padam maka akan menghasilkan senyawa yang netral yaitu kalsium sulfat dihidrat (gypsum). Jumlah kapur padam yang digunakan adalah 71 kg/jam, 1.420 kg/hari dan 42.600 kg/bulan. Jumlah ini sangat banyak karena volume kolam pengendapan terlalu besar, pencampuran kapur padam dengan air yaitu dengan menggunakan bak dan alat pengaduk yang kemudian air tersebut dalirkan menggunakan pipa dan dialirkan pada pintu
kompartemen (Gambar 4). Volume kolam
pengendapan terlalu besar sehingga apabila air pada zona outlet ingin dialirkan keperairan bebas tetapi masih memiliki pH yang kecil maka dilakukan penaburan kapur padam pada kompartemen terakhir. Setelah dilakukan perbaikan jumlah kompartemen maka penggunaan kapur padam akan lebih menjadi 48 kg/jam.
. Gambar 4. Air Hasil pencampuran Kapur Padam
Untuk mengetahui lama kenaikan nilai pH maka dilakukan jar test yaitu mengambil sampel air sebanyak 1 liter pada pintu kompartemen tige ke
empat kemudian dibiarkan hingga partikel
mengendap dan selanjutnya dimasukkan kapur padam (CaO) sebanyak 5 gram. Angka pH air awal adalah 3 kemudian pada menit ke 60 diukur menggunakan kertas lakmus pH menjadi 4, pada menit ke 120 pH menjadi 5 dan pada menit ke 180 pH menjadi 6.
Gambar 5. Kenaikan Nilai pH
Pada gambar tersebut dapat dilihat bahwa pada satu liter air asam dengan nilai pH 3 dan diberi kapur padam sebanyak 5 gram akan mengalami kenaikan nilai pH setiap 30 menit dan pada menit ke 180 pH berada pada angka 6 yang berarti netral dan telah memenuhi baku muku sehingga dapat lanngsung dialirkan keperairan bebas.
Alat yang Digunakan Untuk Perawatan
PT. Perkasa Inakakerta menggunakan alat Backhoe PC 200 dengan kedalaman penggalian 5,78 meter sementara kedalaman maksimal kolam 5 meter. Sehingga Backhoe PC 200 mampu menggali lumpur hasil pengendapan. Pada kolam pengendapan 71 C salah satu sisi kolam dibuat lebih dalam dari sisi yang lain sehingga pengendapan hanya terjadi pada sisi yang paling dalam. Backhoe PC 200 mempunyai jangkauan gali mendatar 9,19 m sehingga dapat menggali pada sisi yang paling dalam saja tidak menggali pada semua sisi kolam pengendapan. Waktu pengerukan perlu diperhitungkan sehingga air yang
ada pada kolam dapat terjaga kualitasnya,
perhitungan waktu pengerukan didasarkan terhadap
nilai kecepatan pengendapan (Vt) 2,8 x 10-3
menggunakan hukum stokes karena % padatan < 40% yaitu 0,065% sehingga didapatkan waktu yang dibutuhkan partikel mengendap (tv), kecepatan air dalam kolam (vh), waktu yang dibutuhkan air keluar kolam (th), padatan yang berhasil diendapkan dalam 1 hari dan waktu pengerukan kolam pengendapan.
0
5
10
30 60 120 180
Kenaikan Nilai pH
Kenaikan Nilai pHTabel 7. Waktu Pengerukan
4. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Adapun kesimpulan dari penelitian ini adalah :
1. Karakteristik air kolam pengendapan (settling
pond) 71 C berdasarkan nilai pH 6, TSS berkisar antara 22,8 – 177 Mg/l, Besi (Fe) berkisar antara 0,4 – 2,3 Mg/l dan Mangan (Mn) berkisar antara 0,1 – 0,4 Mg/l sehingga karakteristik air yang terdapat pada kolam pengendapan 71 C telah memenuhi Baku Mutu Air Limbah untuk
Kegiatan Pertambangan Batubara sesuai
Peraturan Daerah Provinsi Kalimantan Timur No. 02 Tahun 2011 yang ditetapkan adalah TSS 300 Mg/l, pH 6-9, total Mn 4 mg/l dan total Fe 7 mg/l.
2. Dimensi kolam pengendapan 71 C dengan luas
7.644 m2 volume 31.734 m3 terlalu besar untuk
menampung air hasil pemompaan sebanyak
729,27 m3/jam dengan maksimal waktu
pemompaan 20 jam volume air hasil
pemompaan 14.585 m3/hari. Perlu perbaikan
dimensi kolam dengan luas 5.505 m2 dan
volume 24.663 m3 dengan luasan tersebut masih
mampu menampung air yang masuk pada zona inlet.
3. Koagulan yang digunakan PT. Perkasa
Inakakerta untuk menetralkan air asam adalah kapur padam (CaO) sebanyak 71 kg/jam, jumlah ini terlalu banyak dan perlu perbaikan dimensi kolam sehingga kapur padam (CaO) yang digunakan sebanyak 48 kg/jam.
4. Alat yang digunakan untuk perawatan
(treatment) pada kolam pengendapan 71 C menggunakan Backhoe PC 200, alat tersebut memiliki kedalam penggalian 5,78 meter dan jangkauan gali 9,19 meter sehingga mampu untuk menggali lumpur yang terdapat pada kolam pengendapan dengan kedalaman 5 meter. Pengerukan pada kompartemen 1 dilakukan setiap 13 bulan sekali, kompartemen 2
dilakukan setiap 15 bulan sekali dan
kompartemen 3 setiap 16 bulan sekali.
Saran
1. Pengerukan kolam pengendapan sebaiknya
dilakukan secara teratur dengan jangka waktu yang telah ditentukan agar kolam menjadi bersih sehingga kualitas air yang ada pada kolam pengendapan teteap terjaga.
2. Perlu adanya perbaikan pada dimensi kolam
agar kolam pengendapan dapat secara optimal dalam mengelola air tambang.
3. Perlu di buat SOP (Standard Operational
Procedure) pengelolaan air tambang agar dapat berjalan efektif dan optimal.
5. DAFTAR PUSTAKA
Budiarto, (1999), “Sistem Penyaliran Tambang”, Jurusan Teknik Pertambangan Fakultas
Teknologi Mineral UPN “Veteran”
Yogyakarta.
Ersin Seyhan, (1995), “Dasar-dasar Hidrologi”, Gajah Mada University Press.
Imam Subarkah. (1980), “Hidrologi Untuk
Perencanaan Bangunan Air”, Penerbit Idea Dharma, Bandung.
Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 113 Tahun 2003 Tentang “Baku Mutu Air Limbah bagi Usaha dan atau Kegiatan Pertambangan.”
Partanto Prodjo Sumarto, (1994), “Rancangan Kolam Pengendapan Sebagai Pelengkap Sistem Penyaliran Tambang”.
Pfleider EP, “Surface Mining”, The American Institude of Mining, Metallurgical and Petroleum Inc. New York, 1972.
Rudi Sayoga Gautama., (1993), “Sistem Penirisan Tambang”.Kursus Perencanaan Tambang,
Jurusan Teknik Pertambangan, Institut
Teknologi Bandung, Bandung.
Suyono Sosrodarsono dan Kensaku Takeda, (1980), “Hidrologi untuk Pengairan”, PT Pradnya Paramita, Jakarta.
Sulartso dan Haruo Tahara, “Pompa dan Kompresor”, Cetakan ketujuh PT.Pradnya Paramita. Van Te Chow, (1989), “Hidrolika Saluran Terbuka”,
Erlangga, Jakarta.
_________, 2015, Profil Perusahaan, Departemen Geology and Mine Plan PT. Perkasa Inakakerta.
