Dokumen.tips kajian penanganan air asam

KAJIAN TEKNIS PENANGANAN AIR ASAM TAMBANG DI STOCKPILE
PT. BUKIT ASAM (PERSERO), TBK. UNIT DERMAGA KERTAPATI

A. LATAR BELAKANG

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
Pada penelitian ini, hal yang menjadi rumusan masalah meliputi :

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 ?
TUJUAN PENELITIAN
Penelitian yang dilakukan memiliki beberapa tujuan, yaitu :
C.

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.
E. MANFAAT

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
Pengolahan data merupakan perubahan dari data mentah yang diambil dari
lapangan, disusun berdasarkan urutan, ditabulasi, kemudian di hitung nilainilai yang diperlukan seperti nilai rata-rata, rumus luasan dan bangun ruang,
dan hasilnya nanti akan digunakan sebagai masukan-masukan dalam
perhitungan selanjutnya. Pengolahan data dapat juga dilakukan dengan
menganalisa hubungan antara data hasil pengamatan langsung dilapangan
dengan teori-teori ynag sudah ada sebelumya sehingga nantinya akan

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
Di Lokasi tambang batubara, pemantauan dilakukan terhadap lokasi-lokasi

yang memiliki kemungkinan menghasilkan limbah berupa air asam tambang,
dalam hal ini adalah lapisan (seam) batubara, lapisan antara batubara, dan media

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
- Peranan bakteri

Sedangkan sifat fisik yang mempengaruhi migrasi air asam tambang
sebagai berikut (Gautama, 2007) :
- Kondisi limbah
- Permeabilitas limbah
- Keberadaan lubang air
- Tekanan lubang air
- Mekanisme perpindahannya
3

Sistem Drainase Stockpile

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)
NO
1
2
3
4
5

LUAS DAERAH PENGALIRAN
(KM2)
0–4
5
10
15
20

β
1
0,995
0,980
0,955
0,920

6
7
8

25
30
50

0,875
0,820
0,500

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)
R
S

= Jari-jari hidrolik (m)
= Gradien

A
n

= Luas penampang basah (m2)
= Koefisien kekasaran Manning yang menunjukkan kekasaran

dinding suatu saluran (Tabel I.2)
Tabel I.2 Harga Koefisien Kekasaran Manning (n) (Bambang, 1985)
NO
1
2
3
4

d.

TIPE ELEMEN
Saluran tanah lurus dan teratur
Saluran tanah gali dengan excavator
Saluran pada batuan lurus dan teratur
Saluran pada batuan tidak lurus dan tidak
teratur

n
0.023
0.028
0.033
0.045

Kolam Penampung
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).
Pemasangan pompa dapat dilakukan dengan cara seri dan paralel.
Pemasangan pompa secara seri dilakukan karena head pompa yang
digunakan tidak mencukupi untuk menaikkan air sampai ketinggian tertentu.
Pemasangan pompa secara paralel dilakukan karena debit pompa yang
digunakan tidak mencukupi untuk mengeluarkan air sehingga harus

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 :
1. Kapasitas
- Kapasitas rendah
: < 20 m3 / jam
- Kapasitas menengah : 20 -:- 60 m3 / jam
- Kapasitas tinggi
: > 60 m3 / jam
2. Tekanan Discharge

3.

-

Tekanan Rendah

: < 5 Kg /

-

Tekanan menengah

: 5 -:- 50 Kg /

-

Tekanan tinggi

: > 50 Kg /

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

4.
5.

4

dan multi stage.
Posisi Poros
- Poros tegak
- Poros mendatar
Jumlah Suction
- Single Suction
- Double Suction

Pengolahan Air Asam Tambang
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:
4.1 Sistem Pengolahan Aktif

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.
4.2 Sistem 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
Minggu
No

Uraian Kegiatan
1

1

Orientasi Lapangan

2

3

4

5

6

7

8

2
3
4

Pengumpulan Referensi dan Data
Pengolahan Data, Konsultasi dan
Bimbingan
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.
Sukandarrumidi. 2004. “Batubara dan Gambut”. Penerbit Gadjah Mada
University Press. Cetakan, Ke-2. Yogyakarta.

Sularso, Haruo Tahara.1983.”Pompa dan Kompresor”. PT Pradnya Paramita.
Jakarta.
Taylor, Jeff. Pape, Sophie. Murphy, Nigel. 2005. A Summary of Passive and
Active Treatment Technologies for Acid and Metalliferous Drainage
(AMD). Fremantle. Western Australia.