Oleh: Rizqi Amalia (3307100016) Dosen Pembimbing ... fileManfaat dan akibat dari industri penambangan batubara Karakteristik air run off penambangan batubara, air asam tambang Pengelolaanhari

Oleh:Rizqi Amalia (3307100016)

Dosen Pembimbing:Welly Herumurti ST. M.Sc

JURUSAN TEKNIK LINGKUNGANFakultas Teknik Sipil Dan PerencanaanInstitut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya 2011

KERANGKA PENELITIAN

2

Peraturan dan Kajian Pustaka:• Baku mutu air limbah penambangan batubara

menurut KEPMEN LH 113/2003 dan PERDA KALTIM No.26/2002

• Karakteristik fisika dan kimia air asam tambang an air limbah penambangan batu bara

• Proses pengolahan : koagulasi - flokulasi• Parameter pH, kekeruhan, Fe, Mn, TSS, dan

DHL

Realita Hari ini:• Pencemaran air dan tanah akibat air asam

tambang (pH rendah dan DHL tinggi/ kaya logam berat)

• Pencemaran badan air akibat air dengan kekeruhan tinggi

• Biaya yang besar untuk penanganan air dengan kekeruhan tinggi dan air asam tambang (penggunaan sediment pond, alum dan kapur)

LATAR BELAKANG RUMUSAN MASALAH TUJUAN

GAP

Solusi yang ditawarkan:Inovasi pengolahan (simbiosis mutualisme) “ penggunaan air asam tambang sebagai

koagulan dalam pengolahan air dengan kekeruhan tinggi”

METODE

Tahapan Penelitian

1. Studi Literatur

2. Penentuan Variabel dan Parameter Penelitian

3. Penyiapan Koagulan dan Sampel

4. Analisis Karakteristik Awal

5. Penelitian Tahap I

- Pengaruh waktu pengendapan

- Pengaruh pH awal

- Pengaruh TSS dan Dosis

- Perbandingan effluen

6. Penelitian Tahap II

- pengolahan dengan Aair Asam Tambang

- Pengolahan dengan Koagulan Komersial

- pH Optimum

- Analisis Logam

7. Analisis Data

8. Analisis Biaya

9. Penarikan Kesimpulan

1. Akan diperoleh besarnya pengaruh penambahan air asam tambang terhadap parameter (pH, kekeruhan, DHL,dan TSS)

3. Akan diperoleh efektifitas air asam tambang sebagai koagulan dibandingkan dengan koagulan komersial.

2. Akan diperoleh dosis dan pH optimum air asam tambang sebagai koagulan.

HASIL PENELITIAN

1. Bagaimana pengaruh penambahan air asam tambang terhadap parameter (pH, kekeruhan, DHL, dan TSS) ?

3. Bagaimana efektifitas air asam tambang sebagai koagulan dibandingkan dengan koagulan komersial?

3.Menentukan efektifitas air asam tambang sebagai koagulan dibandingkan dengan koagulan komersial.

2. Menentukan dosis dan pH optimum air asam tambang sebagai koagulan.

1. Menentukan pengaruh penambahan air asam tambang terhadap parameter (pH, kekeruhan, DHL, dan TSS)?.

2. Bagaimana dosis dan pH optimum air asam tambang sebagai koagulan ?

Gambar 3.1 Kerangka Penelitian

PENDAHULUAN

Manfaat dan akibat dari industri penambangan batubara

Karakteristik air run off penambangan batubara, air asam tambang

Pengelolaan hari ini ->“Pemanfaatan Air Asam Tambang sebagai Koagualan”

4

5

Air AsamTambang

pH Optimum danDosis Optimum

Pengaruh: pH, Kekeruhan, TSS, DHL

Efektifitas (dibandingkandengan koagulan Komersial)

6

Penelitian skala laboratorium

Variabel penelitianParameter

Air dengan kekeruhan

tinggi,air asam tambang

Penelitian ini untuk membuktikan efektifitas penggunaan airasam tambang (acid mine drainge) sebagai koagulan.Sehingga air asam tambang yang selama ini dianggap sebagailimbah yang merugikan bisa dimanfaatkan sebagai koagulandalam pengolahan air dengan kekeruhan tinggi.

7

Solo, 8 Oktober 2006 8

TINJAUAN PUSTAKA

Parameter Satuan Kadar Maksimum

pH 6-9

Residu Tersuspensi mg/l 400

Besi (Fe) Total mg/l 7

Mangan (Mn) Total mg/l 4

9

Sumber : KEP MENLH/113/2003

Air asam tambang atau AAT disebut juga sebagai AcidMine Drainage (AMD) adalah air yang bersifat asam danmengandung senyawa logam terlarut terutama Fe dansenyawa sulfat yang terbentuk akibat teroksidasinyalapisan batuan yang mengandung mineral-mineralsulfida. (Hadiyan, 1997)

10

11

Wei et al.(2005),

• Presipitasi dari air asamtambang batubara pada pH 3,5 menghasilkan recovery 98,6% besi dan 2,8% alumunium. Sedangkanpresipitasi pada pH 4 menghasilakan recovery 99,6 % besi dan 11,2 % alumunium.

Menezes et al.((2009)

• Presipitasi dari air asamtambang batubara pada pH 3,8 menghasilkan koagulanyang terdiri dari 90,5% ferric sulphate dan 9,5 % alumunium sulfat sertamenghasilkanMn, Zn, Ca, dan Mg dengankonsentrasi rendah.

12

Menezes (2010)

• presipitasi dari air asamtambang batubara pada pH 5 menghasilkan recoverybesi 97% , dan alumunium99%. Pada tes pengolahanair menunjukan bahwakoagulan yang tidak mahalini tidak kalah efisiendengan koagulankonvensional.

Rao et al. (1992)

• Air asam tambang yang mengandung Fe3+ lebih dari2 g/L adalah koagulan yang efektif untuk mengolah air yang mengandungcampuransilica, kaolinite, danbentonite. Campuran silicadan clay terbukti efektifuntuk mengadsorbsi logamberat pada air asamtambang. Air asam tambangjuga efektif dalampengolahan limbahdomestik untuk mereduksiTSS, turbidity, dan fosfor.

13

Koagulasi

• Koagulasi adalah proses adsorpsi dari koagulan terhadap partikel koloid sehingga menyebabkan destabilisasi partikel. (Benefield, 1982)

Flokulasi

• Flokulasi bertujuan membentuk flok-floksebagai hasil dari destabilisasi koloidoleh koagulan dari proses koagulasi danmemberikan kesempatan flok yang terbentuk menjadi besar dan menyatudengan flok lainnya sehingga dapatmengendap dengan pengadukan lambat. (Reynold, 1982).

Penelitian Tahap I

Penyiapan Koagulan dan Sampel

Penentuan Variabel dan Parameter

Studi Literatur

Analisis Biaya

Analisis Data

Penelitian Tahap II

Analisis Karakteristik Awal

15

Parameter Konsentrasi

pH 2,34

DHL 3760 µs/cm

Total Cu 0,498 mg/L

Total Pb Tidak Terdeteksi

Total Zn 2,32 mg/L

Total Cd Tidak Terdeteksi

Total Ni 1,45 mg/L

Total Fe 423 mg/L

Total Mn 13,8 mg/L

Total Hg Tidak Terdeteksi

Total Al 109 mg/L

Total As Tidak Terdeteksi

Total Se Tidak Terdeteksi

Air Asam Tambang mempunyai pH rendah, mengandung Fe, Al, dan

Mn dengan konsentrasitinggi, serta mengandung logamberat dengan konsentrasi rendah

(Axcil dkk., 2006).

Sampling pHTDS

(mg/L)

DHL

(µs/cm)

TSS

(mg/L)

Kekeruhan

(NTU)

1 7,65 81 135 700 996

2 7,64 102 172 900 1403

3 7,66 119 199 1100 1647

Sampling pHTDS

(mg/L)

DHL

(µs/cm)

TSS

(mg/L)

Kekeruhan

(NTU)

1 7,5 345 575 1250 1072

2 7,5 349 586 2500 1801

3 7,5 381 599 3750 2841

Pond B

Pond A

17

Sampel pHDHL

(µs/cm)

TSS

(mg/L)

Kekeruhan

(NTU)

1 7,85 489 42 50,5

2 7,64 505 89 98,8

3 7,40 462 418 496

Pengaruh Waktu Pengendapan

Pengaruh pH awal

Pengaruh TSS Awal dan Dosis

0

20

40

60

80

100

0 2,115 4,23 6,345 8,46 10,575

Penu

runa

n TS

S (%

)

Dosis Air Asam Tambang (mg Fe/L)

10 menit

20 menit

30 menit

40 menit

50 menit

0

20

40

60

80

100

0 2,115 4,23 6,345 8,46 10,575

Penu

runa

n Ke

ruha

n(%

)

Dosis Air Asam Tambang (mg Fe/L)

10 menit

20 menit

30 menit

40 menit

50 menit

3

4

5

6

7

8

0 2,115 4,23 6,345 8,46 10,575

pH

Dosis Air Asam Tambang (mg Fe/L)

10 menit

20 menit

30 menit

40 menit

50 menit

TidakBerpengaruh

0

20

40

60

80

100

0 2,115 4,23 6,345 8,46 10,575 12,69

Penu

runa

n TS

S(%

)

Dosis Air Asam Tambang (mg Fe/L)

pH = 6,5

pH = 7,5

pH = 8,5

0

20

40

60

80

100

0 2,115 4,23 6,345 8,46 10,575 12,69

Penu

runa

n Ke

keru

han

(%)

Dosis Air Asam Tambang (mg Fe/L)

pH = 6,5

pH = 7,5

pH = 8,5

4

5

6

7

8

9

0 2,115 4,23 6,345 8,46 10,575 12,69

pH

Dosis Air Asam Tambang (mg Fe/L)

pH = 6,5

pH = 7,5

pH = 8,5

0

20

40

60

80

100

0 2,115 4,23 6,345 8,46 10,575

Penu

runa

n TS

S (%

)

Dosis Air Asam Tambang (mg/L)

TSS=1100

TSS=900

TSS=700

0

20

40

60

80

100

0 2,115 4,23 6,345 8,46 10,575Penu

runa

n Ke

keru

han

(%)

Dosis Air Asam Tambang (mg Fe/L)

TSS=1100 mg/L

TSS=900 mg/L

TSS=700 mg/L

4

5

6

7

8

0 2 4 6 8 10

pH

Dosis Air Asam Tambang (mg Fe/L)

TSS=1100

TSS=900

TSS=700

700 900 1100 700 900 1100 700 900 11000 0 676 862 1024 971 1340 1612 7,63 7,79 7,56

0,5 2,115 671 818 1014 960 1318 1584 6,92 7,1 6,961 4,23 140 393 644 188 537 949 6,23 6,48 6,46

1,5 6,345 11 26 33 16,5 37,7 63,2 5,48 5,87 5,952 8,46 9 6 10 11,7 9,1 16,5 4,56 5,02 5,25

2,5 10,575 7 4 7 9,48 7,19 10,1 4,08 4,41 4,7

Dosis (% )

Dosis (mg Fe/L)

TSS Akhir (mg/L) pada TSS Awal (mg/L)

Kekeruhan (NTU) pada TSS Awal (mg/L)

pH Akhir pada TSS Awal (mg/L)

0

20

40

60

80

100

0 2,115 4,23 6,345 8,46 10,575 12,69

Penu

runa

n TS

S (%

)

Dosis Air Asam Tambang (mg Fe/L)

TSS=1250 mg/L

TSS=2500 mg/L

TSS=3750 mg/L0

20

40

60

80

100

0 2,115 4,23 6,345 8,46 10,575 12,69Penu

runa

n Ke

keru

han

(%)

Dosis Air Asam Tambang (mg Fe/L)

TSS=1250 mg/L

TSS=2500 mg/L

TSS=3750 mg/L

4,5

5

5,5

6

6,5

7

0 2 4 6 8 10

pH

Dosis Air Asam Tambang (mg/L)

TSS=1250

TSS=2500

TSS=3750

1250 2500 3750 1250 2500 3750 1250 2500 37500 0 1.238 2.253 3.458 1018 1733 2585 6,53 6,53 6,665

0,5 2,115 978 970 1.833 793 655 955 6,38 6,39 6,5051 4,23 145 212 638 124 146 280 6,18 6,29 6,44

1,5 6,345 61 82 288 42,5 53 129 5,9 6,03 6,282 8,46 44,5 46 196 33,9 30 77,4 5,66 5,71 6,15

2,5 10,575 21 25,5 127 20,4 18 61,1 5,24 5,46 6,02

pH Akhir pada TSS Awal (mg/L)Dosis

(mg Fe/L)

TSS Akhir (mg/L) pada TSS Awal (mg/L)

Kekeruhan (NTU) pada TSS Awal (mg/L)Dosis

(% )

23

Pengolahan Menggunakan Air Asam Tambang1

Pengolahan Menggunakan Koagulan Komersial2

Penentuan pH Optimum3

Analisis Logam4

0

20

40

60

80

100

0 2 4 6 8 10

Penu

runa

n TS

S (%

)

Dosis Air Asam Tambang (mg Fe/L)

Kekeruhan 50 NTU

Kekeruhan 100 NTU

Kekeruhan 500 NTU

0

20

40

60

80

100

0 2 4 6 8 10

Penu

runa

n Ke

keru

han

(%)

Dosis Air Asam Tambang (mg Fe/L)

Kekeruhan 50 NTU

Kekeruhan 100 NTU

Kekeruhan 500 NTU

450

470

490

510

530

550

570

0 2 4 6 8 10

DH

L (µ

s/cm

)

Dosis Air Asam Tambang (mg Fe/L)

Kekeruhan 50 NTU

Kekeruhan 100 NTU

Kekeruhan 500 NTU

6

6,5

7

7,5

8

0 2 4 6 8 10

pH A

khir

Dosis Air Asam Tambang (mg Fe/L)

Kekeruhan 50 NTU

Kekeruhan 100 NTU

Kekeruhan 500 NTU

Dosis Optimum:

50 NTU -> 6,345 mg Fe/L = 15 ml100 NTU -> 6,345 mg Fe/L = 15 ml500 NTU -> 8,46 mg Fe/L = 20 ml

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10

DH

L (µ

s/cm

)

Dosis Ferric Sulphate (mg Fe/L)

Kekeruhan 50 NTU

Kekeruhan 100 NTU

Kekeruhan 500 NTU

0

20

40

60

80

100

0 2 4 6 8 10Penu

runa

n Ke

keru

han

(%)

Dosis Ferric Sulphate (mg Fe/L)

Kekeruhan 50 NTU

Kekeruhan 100 NTU

Kekeruhan 500 NTU

6,46,66,8

77,27,47,67,8

8

0 2 4 6 8 10

pH

Dosis Ferric Sulphate (mg Fe/L)

Kekeruhan 50 NTU

Kekeruhan 100 NTU

Kekeruhan 500 NTU

Dosis Optimum:

50 NTU -> 10,575 mg Fe/L = 53,06 mg ferric sulphate100 NTU -> 6,345 mg Fe/L = 31,84 mg ferric sulphate500 NTU -> 8,46 mg Fe/L = 42,45 mg ferric sulphate

0

20

40

60

80

100

0 2 4 6 8 10Penu

runa

n Ke

keru

han

(%)

Dosis Alumunium Sulphate (mg Fe/L)

Kekeruhan 50 NTU

Kekeruhan 100 NTU

Kekeruhan 500 NTU

440

450

460

470

480

490

500

0 2 4 6 8 10

DH

L (µ

s/cm

)

Dosis Alumunium Sulphate (mg Fe/L)

Kekeruhan 50 NTU

Kekeruhan 100 NTU

Kekeruhan 500 NTU

6,26,46,66,8

77,27,47,67,8

0 2 4 6 8 10

pH

Dosis Alumunium Sulphate (mg Fe/L)

Kekeruhan 50 NTU

Kekeruhan 100 NTU

Kekeruhan 500 NTU

Dosis Optimum:

50 NTU -> 6,345 mg Fe/L = 78,26 mg alum100 NTU -> 8,46 mg Fe/L = 104,34 mg alum500 NTU -> 8,46 mg Fe/L = 104,34 mg alum

80

100

120

140

160

180

200

220

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Keke

ruha

n A

wal

(N

TU)

pH Awal

5

8

11

14

17

20

23

2 3 4 5 6 7 8 9 10

Keke

ruha

n A

khir

(NTU

)

pH Akhir

pH Kekeruhan pH Kekeruhan

Awal Awal (NTU) Akhir Akhir (NTU)

3,06 96 2,71 12,1

4,01 96,2 3,68 10,7

5,03 96,6 4,49 9,41

5,04 97,3 5,42 8,82

7,01 97,7 6,08 7,25

8,02 108 6,96 11,5

9,02 111 8,08 11,5

10,05 209 9,43 20,8

Fe (mg/L)

Mn(mg/L)

Al (mg/L)

Cu (mg/L)

Zn (mg/L)

Ni (mg/L)

0,3252 0,3814 1,2449 0,0781 0,4365 0,0203

Fe (mg/L)

Mn (mg/L)

Al (mg/L)

Cu (mg/L)

Zn (mg/L)

Ni (mg/L)

0,3 0,4 0,2 2 3 -

Unsur Konsentrasi (%)

Al 18,9Si 39,7P 0,57K 2,72Ca 3,26Ti 1,63V 0,11

Mn 0,14Fe 30,4Cu 0,18Zn 0,72Zr 0,1Ba 0,2Re 1

TES ICP

Baku Mutu

UJI XRF

0

20

40

60

80

100

0 2 4 6 8 10

Penu

runa

n Ke

keru

han

(%)

Dosis Koagulan (mg Fe/L)

Air Asam TambangFerric SulphateAlumunium Sulphate

0

20

40

60

80

100

0 2 4 6 8 10

Penu

runa

n Ke

keru

han

(%)

Dosis Koagulan (mg Fe/L)

Air Asam Tambang

Ferric Sulphate

Alumunium Sulphate

0

20

40

60

80

100

0 2 4 6 8 10

Penu

runa

n Ke

keru

han

(%)

Dosis Air Asam Tambang (mg Fe/L)

Air Asam Tambang

Ferric Sulphate

Alumunium Sulphate

50 NTU

100 NTU

500 NTU

50Air Asam Tambang

2006,345

15,00 0

50Ferric

Sulphate20000 200

10,57553,06 18.338.863

50Alumunium Sulphate

7000 2006,345

78,26 9.465.725

100Air Asam Tambang

2006,345

15,00 0

100Ferric

Sulphate20000 200

6,34531,84 11.003.318

100Alumunium Sulphate

7000 2008,46

104,34 12.620.966

500Air Asam Tambang

2008,46

20,00 0

500Ferric

Sulphate20000 200

8,4642,45 14.671.090

500Alumunium Sulphate

7000 2008,46

104,34 12.620.966

Biaya Pengolahan Per Hari (Rp)

Kekeruhan Awal (NTU)

Harga Koagulan per

Kg (Rp)

Debit Pengolahan

(L/dt)Koagulan

Kebutuhan Fe /Al per liter (mg Fe/

mg Al)

Kebutuhan Koagulan per liter (ml / mg)

Kesimpulan1. Penggunaan Air Asam Tambang sebagai koagulan berpengaruh pada penurunan nilai

TSS, kekeruhan, dan pH,serta menaikan nilai DHL.2. pH optimum air asam tambang sebagai koagulan adalah 6,08. Untuk dosis optimum air

asam tambang sebagai koagulan adalah: Dosis optimum air asam tambang untuk air run off dengan berbagai variasi TSS

awal (700 mg/L, 900 mg/L, 1100 mg/L, 1250 mg/L, 2500 mg/L, dan 3750 mg/L) adalah 6,345 mg Fe/L.

Dosis optimum untuk pengolahan air permukaan dengan kekeruhan awal 50 NTU, 100 NTU, dan 500 NTU, berturut-turut yaitu: 6,345 mg Fe/L, 6,345 mg Fe/L, 8,46 mg Fe/L.

3. Efektifitas air asam tambang sebagai koagulan sama dengan efektifitas koagulankomersial

SARAN1. Penelitian lanjutan dengan pengaturan pH dengan penambahan kapur

sebelum koagulasi-flokulasi (liming)2. Dilakukan pemeriksaan kandungan logam berat pada air run off

penambangan batubara3. Penelitian lanjutan dengan karakteristik air asam tambang lainnya.4. Penelitian lanjutan untuk perbandingan pengolahan menggunakan air

asam tambang dengan koagulan non polar (polimer).

TERIMA KASIH….

33