PENGARUH PENGGUNAAN KOAGULAN (AIR ASAM TAMBANG DAN ALUMINIUM SULFAT DALAM PENGOLAHAN AIR RUN OFF PERTAMBANGAN BARU BARA)

Transkripsi

1 PENGARUH PENGGUNAAN KOAGULAN (AIR ASAM TAMBANG DAN ALUMINIUM SULFAT DALAM PENGOLAHAN AIR RUN OFF PERTAMBANGAN BARU BARA) THE INFLUENCE OF COAGULANT USING (ACID MINE DRAINAGE, ALUMINIUM SULFATE) IN THE PROCESSING OF RUN OFF WATER IN COAL MINING) Iva Yenis Septiariva 1) dan Welly Herumurti, ST., M.Sc 2) Jurusan Teknik Lingkungan FTSP Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Sukolilo, Surabaya 1) 2) Abstrak: Air run off mempunyai kekeruhan dan TSS yang tinggi. Selain air run off, permasalahan yang diadapi oleh industri pertambangan adalah keluarnya air asam tambang. Air asam tambang (AAT) memiliki ph rendah dan mengandung logam berat. AAT dan air run off apabila tidak dikelola akan mencemari lingkungan. Kandungan Fe total dalam AAT berpotensi sebagai koagulan. Penelitian ini bertujuan untuk mengolah air run off pertambangan batu bara melalui proses koagulasi-flokulasi dengan metode jar test. Jar test dilakukan dengan pengadukan cepat 2 rpm selama detik dan pengadukan lambat 4 rpm selama 15 menit. Variabel independent adalah dosis koagulan, ph air run off, kecepatan pengadukan lambat dan waktu pengendapan. Variabel dependent yaitu TSS, kekeruhan dan ph akhir. Berdasarkan penelitian ini dapat disimpulkan bahwa penggunaan air asam tambang berpengaruh terhadap penurunan nilai TSS dan kekeruhan. Dosis dan ph optimum air asam tambang dalam pengolahan air run off adalah 1,83 mg Fe/L dan 7. Dosis dan ph optimum aluminium sulfat adalah 3 mg/l dan 7. Kecepatan pengadukan optimum adalah 2 rpm dengan waktu pengendapan optimum 3 menit. Kata kunci: air asam tambang, air run off, koagulan, pertambangan. Abstract: Run off water in coal mining generally has high turbidity and TSS (Total Suspended Solid). Beside of run off water, another problem in mining industry is the presence of Acid Mine Drainage (AMD). Acid mine drainage (AMD) has low ph and containing heavy metals. Without a good processing, AMD and run off water can contamine the enviroment. Total content of Fe in acid mine drainage potentially become coagulant. The main purpose of this research is to treat coal mining run off water by coagulation-flocculation process by jartest method Jar test was done by applying 2 rpm rapid mix during seconds and 4 rpm slow mix during 15 minutes. The independent variables were coagulant dosage, ph of the sample water, slow mix and settling time. The dependent variables were TSS, turbidity and ph. Based on the research, it can be concluded that the use of acid mine drainage affects to the decreasing of TSS and turbidity. The dosage and the optimum ph of acid mine water in the processing of run off drainage was 1,83 mg Fe/L and ph 7. Whereas the dosage and the ph of aluminium sulfate was 3 mg/l and ph 7. The speed of optimum stirring was 2 rpm and the optimum settling time was 3 minutes Keywords: acid mine drainage, air run off, coagulant, and mining. 1

2 Penelitian Masalah Lingkungan di Indonesia 212: xx-xx PENDAHULUAN Penggunaan batu bara sebagai bahan bakar yang memberikan kontribusi penting untuk pembangkit energi di seluruh dunia. PT. Pamapersada Nusantara merupakan salah satu perusahaan pertambangan batu bara terbesar di Indonesia, namun aktivitas dari industri pertambangan mengakibatkan dampak negatif bagi lingkungan (Sue et al., 21). Dampak tersebut berupa munculnya air asam tambang (acid mine drainage) dan aliran air run off yang memberikan potensi peningkatan keasaman. Saat terjadi hujan, air akan dengan mudah mengerosi material-material di area tambang sehingga material hasil erosi akan terbawa oleh proses run off dari sekitar (Noviardi dan Marganingrum, 21). Akibatnya air run off dari area tambang mempunyai kandungan TSS dan kekeruhan yang tinggi. Menurut penelitian yang dilakukan Amalia(211), kandungan TSS dalam air run off adalah mg/l. Peingkatan kekeruhan dan TSS dalam perairan adalah salah satu bentuk pencemaran jika tidak dikelola dengan baik. Reaksi pembentukan air asam tambang disebabkan oleh oksidasi pyrite (FeS 2 ) yang merupakan salah satu mineral sulfida yang tersingkap ke permukaan pada saat proses pertambangan dan bereaksi dengan oksigen dan air (Akcil dan Koldas, 2). Kandungan asam yang tinggi dan konsentrasi ion logam berat seperti As, Cd, Cu, Hg, dan lain-lain, mengakibatkan air asam tambang berbahaya terhadap kerusakan ekosistem (Ruihua et al., 21). Oleh karena itu diperlukan pengolahan khusus sebelum air run off maupun air asam tambang dibuang ke sungai dan perairan. Pengolahan yang selama ini dilakukan di area tambang batu bara adalah mengalirkan air run off ke kolam pengendapan dengan pemberian kapur. Menurut Dihang et al. (28), proses pengolahan air linbah dengan kandungan bahan tersuspensi tinggi seperti dalam proses pertambangan lebih baik diolah dengan proses koagulasi-flokulasi melalui penambahan koagulan. Berdasarkan permasalahan dan fakta tersebut, diperlukan penelitian terkait pengolahan air run off pertambangan batu bara dengan menggunakan 2 jenis koagulan yaitu aluminium sulfat dan air asam tambang. Penelitian ini untuk menentukan jenis dan dosis koagulan optimum, serta kondisi operasi proses koagulasi-flokulasi. Kondisi operasi tersebut meliputi ph optimum, kecepatan pengadukan lambat dan waktu pengendapan optimum yang paling sesuai terhadap penurunan nilai TSS dan kekeruhan air run off pertambangan batu bara. Nilai TSS disesuaikan dengan baku mutu Peraturan Daerah Provinsi Kalimantan Timur No 2 Tahun 211. METODE 2.1 Koagulan Koagulan yang digunakan dalam proses pengolahan air run off pertambangan batu bara adalah air asam tambang dan koagulan komersial komersial aluminium sulfat. Koagulan air asam tambang berasal dari sum pit Pelikan PT. Pamapersada Nusantara site KPCS seperti pada Gambar 1. Air asam tambang diambil dengan menggunakan jirigen sebanyak 3 kali sampling. Air asam tambang mengandung ph rendah, berwarna bening dengan kandungan Fe dan Mn. Karakteristik air asam tambang dapat dilihat pada Tabel 1. Koagulan aluminum sulfat disiapkan dalam bentuk larutan dengan melarutkan koagulan tersebut sebanyak 5 gram ke dalam akuades sampai 1 ml dan diaduk sampai seluruh padatan larut. Pada setiap pengambilan alum saat melakukan jar test, dilakukan pengadukan terlebih dahulu. Pada saat pengkondisian nilai ph ditambahkan larutan batu kapur dengan perbandingan 1:1 tanpa melalui pengendapan yaitu 1 gram sampai volume 1 ml akuades. Gambar 1 Air Asam Tambang Sump Pit Pelikan 2

3 Tabel 1 Karakteristik Air Asam Tambang Sampling ph TSS Kekeruhan (NTU) Besi Mangan 1 2, ,2,5,4 2 3,3 1, 3, ,17 8 8,38 2, Air Sampel Air sampel yang digunakan adalah air run off pertambangan batu bara yang diambil dari sump pit Kangguru area pertambangan batu bara PT. Pamapersada Nusantara site KPCS. Tampilan fisik air run seperti pada Gambar 2. Air run off diambil dengan menggunakan jirigen sebanyak 3 kali sampling dengan analisis karakteristik awal seperti pada Tabel 2. Air run off mengandung kekeruhan dan TSS yang sangat tinggi, sehingga memerlukan proses pengendapan terlebih dahulu agar tidak mencemari lingkungan. Pola pengendapan air run off diuji dengan Imhoff test seperti yang ditampilkan pada Gambar 3. Air diambil dari sump, kemudian dimasukkan ke dalam tabung imhoff dan dilakukan pengukuran dari hari ke sampai hari keempat. Pengukuran parameter meliputi nilai TSS dan kekeruhan. Berdasarkan dari Gambar 3 terlihat bahwa air run off dari sump pit Kangguru memerlukan waktu pengendapan 3 sampai 4 hari agar TSS sesuai dengan baku mutu Pemerintah Provinsi Kalimantan Timur. Kandungan Fe dan Mn dalam air run off nol, sehingga Ph air run off bersifat netral. Air run off diendapkan selama 1 hari terlebih dahulu untuk diambil supernatan sebelum digunakan penelitian. Langkah yang sama dilakukan pada setiap selesai mengambil sampel sampai air run off mengalami homogenisasi larutan atau memiliki kekeruhan yang hampir sama di setiap pengambilan air untuk jar test. Bahan kimia yang ditambahkan untuk pengkondisian nilai ph pada sampel air run off adalah H 2 SO 4,1 N dan NaOH,1 N. Tabel 2 Karakteristik Air Run Off Sampling ph TSS Nilai TSS dan Kekeruhan Kekeruhan (NTU) Besi Mangan 1 7, , , Gambar 3 Pola Pengendapan Air Run Off 2.3 Tata Kerja TSS NTU ph Penelitian ini meliputi 2 tahap yaitu pengolahan air run off pertambangan batu bara dengan koagulan air asam tambang dan tahap berikutnya dengan aluminium sulfat. Pengolahan air run off dilakukan dengan proses koagulasi-flokulasi untuk menurunkan nilai TSS dan kekeruhan. Selain itu sebagai bentuk pemanfaatan dari air asam tambang yang juga merupakan air limbah/sisa dari aktivitas penambangan. Proses koagulasi-flokulasi dengan metode jar test yaitu pengadukan cepat 2 rpm selama detik, selanjutnya pengadukan lambat 4 rpm selama 15 menit dan sedimentasi pada 15 menit; 3 menit; 45 menit. Penelitian ini untuk menentukan dosis optimum koagulan, ph optimum, kecepatan pengadukan lambat dan waktu pengendapan. Skema kerja dapat dilihat pada Gambar 3. Gambar 2 Air Run Off Sump Pit Kangguru 3

4 Penelitian Masalah Lingkungan di Indonesia 212: xx-xx Air Asam Tambang Analisa parameter: TSS, kekeruhan, ph, serta Fe dan Mn. Penentuan Dosis Optimum Penentuan ph Optimum ph ; 7; 8; dan 9 Penentuan kecepatan pengadukan lambat dan waktu pengendapan optimum Air run off pertambangan batu bara 2 Koagulan AAT dan Alum Aluminium Sulfat Analisa parameter: TSS, kekeruhan, ph, serta Fe dan Mn. Penentuan Dosis Optimum Penentuan ph Optimum ph ; 7; 8; dan 9 -Variasi slow mix(, 1, 2, 3, 4, 5, rpm) -Variasi settling time (1; 2; 3; 4; 5; menit) Gambar 4 Skema Kerja Penelitian Penentuan dosis optimum dengan range finding test sebanyak 2 kali. Range finding test pertama dalam rentang dosis yang besar dan range finding test kedua dalam rentang dosis lebih kecil. Variasi dosis range finding test pertama koagulan air asam tambang pada kekeruhan air run off 8 NTU adalah mg Fe/L;,17 mg Fe/L;,33 mg Fe/L;,483 mg Fe/L;,17 mg Fe/L;, 74 mg Fe/L. Variasi dosis selanjutnya adalah,854 mg Fe/L;,959 mg Fe/L; 1,57 mg Fe/L; 1,148 mg Fe/L dan 1,233 mg Fe/L. Dosis optimum yang sudah didapatkan kemudian divariasikan ke ph awal air sampel. Hal ini bertujuan untuk menentukan ph optimum air run off. ph optimum adalah saat air asam tambang dapat bekerja optimal sebagai koagulan. Variasi ph air run off adalah ph ; 7; 8; dan 9. Kondisi operasi proses koagulasi-flokulasi juga meliputi penentuan kecepatan pengadukan lambat dan waktu pengendapan yang optimum. Sampel yang digunakan adalah air run off dengan ph awal yang optimum dan dosis optimum koagulan air asam tambang. Pada penentuan ph optimum, kecepatan pengadukan lambat dan waktu pengendapan optimum. Variasi kecepatan pengadukan lambat adalah 1 rpm; 2 rpm; 3 rpm; 4 rpm; 5 rpm; dan rpm. Pada tiap variasi kecepatan pengadukan lambat, diukur nilai parameternya pada variasi waktu pengendapan 1 menit; 2 menit; 3 menit; 4 menit; 5 menit; dan menit. Proses penentuan dosis, ph, kecepatan pengadukan lambat dan waktu pengendapan yang paling optimum didasarkan pada nilai parameter yang diukur, yaitu nilai TSS, kekeruhan dan Ph akhir. Selanjutnya dari masing-masing kondisi operasi proses koagulasi-flokulasi tersebut yang paling optimum, diukur nilai Fe total dan Mn total. Hal ini bertujuan bahwa air asam tambang yang dapat digunakan sebagai bahan untuk menjernihkan air yang keruh mengandung logam Fe dan Mn yang masih di bawah baku mutu. Selain itu, ph akhir merupakan parameter yang harus diperhatikan. Kondisi ph awal air asam tambang yang rendah membuat ph akhir air sampel (air run off) setelah dicampurkan turun drastis. Pada penelitian tahap 2, yaitu pengolahan air run off dengan koagulan komersial aluminium sulfat hampir sama dengan penelitian tahap 1. Langkah pertama dengan menentukan dosis optimum koagulan alum dengan range finding test. Selanjutnya penentuan ph optimum. Range finding test pada saat kekeruhan air run off 8 NTU adalah mg/l; 1 mg/l; 15 mg/l; 2 mg/l; 25 mg/l; 3 mg/l; 75 mg/l; 125 mg/l; 175 mg/l; 225 mg/l; 275 mg/l. Selanjutnya 3 mg/l; 325 mg/l; 35 mg/l; 375 mg/l. 2.4 Analisis Parameter Analisis parameter digunakan pada setiap sampel hasil koagulasi-flokulasi setelah melalui proses pengendapan. Air sampel diambil pada bagian permukaan secara perlahan, dimana lumpur hasil koagulasi-flokulasi mengendap di bagian dasar. Pengambilan sampel harus menjaga agar tidak terjadi gerakan sehingga lumpur yang sudah mengendap rusak kembali. Hal ini menyebabkan hasil pengukuran tidak benar/akurat. Pengukuran parameter nilai ph, TSS, kekeruhan pada setiap 15 menit; 3 menit; 45 menit setelah pengadukan lambat selesai. Selanjutnya untuk parameter nilai logam Fe dan Mn hanya pada saat kondisi yang optimum saja. Metode analisis yang digunakan pada setiap parameter dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3 Metode Analisis Parameter Parameter Metode Analisis Sumber ph Electrometri 45-H + dengan ph meter (APHA, 25) Kekeruhan Nephelometric 213 B. dengan Turbidimeter 4

5 Parameter Metode Analisis Sumber Gravimetri 254 D dan spektrofotometer Total Suspended Solid Fe (Besi) Mn (Mangan) 2.5 Uji Statistik Phenanthroline 35-Fe B dan spektrofotometri Persulfate 35-Mn B dan spektrofotometri (APHA, 25) Analisis of variance atau anova merupakan salah satu uji parametrik yang berfungsi untuk membedakan nilai rata-rata lebih dari kelompok data dengan cara membandingkan variansinya. Uji anova dibagi menjadi 2 jenis berdasarkan jumlah variabel yang diuji yaitu one way anova dan two way anova. One way digunakan apabila ada satu variabel yang ingin diuji, sedangkan two way digunakan untuk menguji pengaruh 2 interaksi variabel. Uji tukey untuk membandingkan pengaruh masing-vasing variasi terhadap variasi lain dan dilakukan setelah uji anova. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Pengolahan Air Run Off Pertambangan Batu Bara dengan Air Asam Tambang 1. Penentuan Dosis Optimum Air run off finding test I dan II adalah dengan TSS 592 mg/l, TSS 59 mg/l dan kekeruhan 837 NTU, 82 NTU serta ph 8,3. Air asam tambang ph 2,5 dan nilai Fe serta Mn adalah 3,7 mg/l dan 2,5 mg/l. Hasil pengukuran setelah proses koagulasi-flokulasi terhadap nilai TSS, kekeruhan dan ph dapat dilihat pada Gambar 4. Nilai TSS dan Kekeruhan TSS 45' (mg/l) Kekeruhan 45' (NTU) ph 45' Dosis Fe Gambar 5 Pengaruh Dosis AAT terhadap Nilai TSS, Kekeruhan dan ph Akhir Gambar 5 menunjukkan penurunan nilai TSS dan kekeruhan sampai pada pemberian dosis 5 ml/l atau 1,233 mg Fe/L. Persentase penurunan terbesar untuk parameter TSS (±97%) dan parameter kekeruhan (±98%). Nilai kekeruhan dan TSS mulai stabil saat pemberian dosis mulai dari 2 ml/l atau,17. Penurunan ph yang sangat signifikan yaitu ph akhir 3 saat dosis masih 3 ml/l. Penurunan ph yang sangat signifikan akibat terlepasnya ion H + akibat reaksi yang terjadi antara Fe 3+ dengan air run off seperti pada reaksi berikut (Hendricks, 2). Fe H 2 O Fe(OH) 3 + 3H + 1 Al H 2 O Al(OH) 3 + 3H + 2 Ion Fe 3+ terkandung dalam air asam tambang, dimana Fe 3+ mampu mengikat semua partikel koloid yang selanjutnya dapat diendapkan dalam bentuk flok. Ion Fe 3+ bereaksi dengan air dan melepaskan ion H + yang menyebabkan nilai ph menurun (asam). Semakin banyak dosis air asam tambang yang dibubuhkan maka semakin besar pula ion Fe 3+ bereaksi membentuk Fe(OH) 3. Pada finding tes pertama, dosis,74 mg Fe/L memiliki ph akhir 5,8 sehingga pemilihan dosis optimum pada dosis sebelum,74 mg Fe/L dikarenakan baku mutu ph adalah -9. Berdasarkan hasil penelitan dengan uji anova didapatkan nilai signifikansi, atau <,5 untuk dosis terhadap kekeruhan maupun dosis terhadap TSS. Disimpulkan bahwa pemberian dosis koagulan air asam tambang mampu menurunkan nilai TSS dan kekeruhan. Selain itu pada masing-masing variasi dosis AAT memberikan persentase penurunan TSS dan kekeruhan yang berbeda sehingga terdapat pengaruh yang siginifikan antar level dosis koagulan air asam tambang. 2. Penentuan ph Optimum Penentuan ph akhir proses koagulasi-flokulasi didapatkan setelah menentukan dosis koagulan optimum. Dosis koagulan air asam tambang pada ph awal 2,5 adalah 2 ml/l atau,74 mg Fe/L divariasikan dengan variasi ph air sampel run off yaitu dengan ph, 7, 8, dan 9. TSS dan kekeruhan air run off awal 59 mg/l dan 82 NTU serta ph 8,1. Air asam tambang ph 2,5 Fe dan Mn adalah 3,7 mg/l dan 2,5 mg/l. Nilai TSS dan kekeruhan, nilai ph akhir dapat dilihat pada Gambar. 5

6 Penelitian Masalah Lingkungan di Indonesia 212: xx-xx Nilai TSS dan Kekeruhan TSS 45' (mg/l) Kekeruhan 45' (NTU) ph 45' ph Awal Sampel Gambar Pengaruh Variasi ph Awal terhadap Nilai TSS, Kekeruhan dan ph Akhir Berdasarkan Gambar efisiensi penurunan nilai TSS dan kekeruhan paling signifikan pada ph awal air sampel yaitu (±95%). Penurunan TSS dan kekeruhan pada sampel dengan ph awal dan 9 lebih besar dari sampel dengan ph awal 7 dan 8. Proses koagulasi akan berjalan baik apabila pada daerah ph yang optimum. Untuk setiap jenis koagulan memiliki ph optimum yang berbeda (Hendricks, 2). Pada dasarnya semakin besar pemberian dosis koagulan, maka eisiensi penurunan nilai TSS dan kekeruhan adalah sama besarnya. Hal ini dikarenakan semakin besar dosis nya, semakin asam ph akhir setelah proses koagulasi-flokulasi. Oleh karena itu salah satu parameter yang harus diperhatikan adalah nilai ph akhirnya.saat ph awal sampel, nilai ph akhirnya sangat asam yaitu ph 3.Sama halnya dengan ph 7, ph akhir nya masuk dalam rentang ph 5.pH akhir yang bersifat asam akan menganggu lingkungan karena melebihi baku mutu ph netral yaitu ph sampai ph 9 (Ruihua et al., 211). Oleh sebab itu pemilihan ph awal optimum air sampel pada ph 8 dan ph akhirnya adalah ph dikarenakan persentase penurunan TSS dan kekeruhan yang cukup signifikan (±95%). Selain itu, ph akhir dalam kondisi netral yaitu ph,5. Air asam tambang lebih optimal apabila bekerja pada ph. Analisa Fe total dan Mn total untuk ph optimum air asam tambang dengan kekeruhan awal 8 NTU dan ph awal AAT 2,5 adalah,42 mg/l dan 1,5 mg/l. Berdasarkan uji anova pada didapatkan nilai signifikansi untuk pengaruh dosis terhadap persentase penurunan nilai kekeruhan adalah,8 atau >,5 sehingga pada setiap level ph sampel tidak mengakibatkan perubahan yang signifikan pada penyisihan nilai kekeruhan dan TSS. Hal ini dikarenakan nilai ph air tidak jauh berbeda sehingga penurunan nilai TSS dan kekeruhan disebabkan oleh pemberian dosis bukan karena variasi ph air sampel. 3. Penentuan Kecepatan Pengadukan Lambat Optimum Penentuan kecepatan pengadukan lambat proses koagulasi-flokulasi didapatkan setelah menentukan dosis koagulan dan ph awal sampel yang optimum. Dosis koagulan air asam tambang pada ph awal 2,5 adalah 2 ml/l atau,74 mg Fe/L dengan ph awal sampel 8. Air run off dengan TSS mg/l dan kekeruhan 83 NTU; ph 8,2. Air asam tambang ph 2,5 dan nilai Fe dan Mn adalah 3,7 mg/l dan 2,5 mg/l. Pada pengadukan hal-hal yang perlu diperhatikan adalah pengadukan harus benar-benar merata sehingga semua koagulan yang dibubuhkan dapat bereaksi dengan partikel-partikel atau ion-ion yang berada di dalam air. Kecepatan pengadukan sangat berpengaruh terhadap pembentukan flok apabila pengadukan terlalu lambat mengakibatkan lambatnya flok terbentuk. Pengadukan yang terlalu cepat mengakibatkan pecahnya flok yang terbentuk (Hendricks, 2). Gambar 7, Gambar 8, dan Gambar 9 menunjukkan pengaruh variasi slow mix terhadap nilai TSS, kekeruhan dan ph akhir. Nilai TSS ' 2' 3' 4' 5' ' Slow Mix (rpm) Gambar 7 Pengaruh Variasi Slow Mix terhadap Nilai TSS

7 Nilai Kekeruhan (NTU) Gambar 8 Pengaruh Variasi Slow Mix terhadap Nilai TSS ph Akhir ' 2' 3' 4' 5' ' Slow Mix (rpm) 1' 2' 3' 4' 5' ' Slow Mix (rpm) Gambar 9 Pengaruh Variasi Slow Mix terhadap Nilai ph Akhir Berdasarkan data penelitian dari masing-masing parameter yang sudah ditampilkan pada grafik menunjukkan bahwa semakin cepat putaran pengadukan lambat, maka penurunan nilai TSS dan kekeruhan semakin kecil. Persentase penurunan terbesar pada kecepatan putaran 2 rpm yaitu (±7%) untuk parameter TSS dan (±99%) untuk parameter kekeruhan.persentase penurunan terkecil ada pada kecepatan putaran 1 rpm yaitu (±85%-95%) untuk parameter kekeruhan dan TSS (±55-5%).Hal ini dikarenakan pada pengadukan lambat, partikelpartikel flok mikro yang sudah terbentuk pada saat pengadukan cepat, saling bergabung membentuk partikel flok makro atau yang lebih besar. Apabila putaran kecepatan terlalu kecil yaitu 1 rpm, mengakibatkan flok-flok mikro lambat untuk saling bertubrukan sehingga partikel flok membutuhkan waktu lama juga untuk mengendap. Pada putaran kecepatan 3 rpm- rpm terjadi peningkatan terus menerus nilai TSS dan kekeruhannya. Pada pemilihan dosis koagulan optimum, dan ph awal sampel optimum diperlukan kecepatan pengadukan lambat yang efektif sehingga koagulan dapat mengikat koloidkoloid di air sampel/limbah dan terbentuk flokflok yang lebih besar dan tidak pecah kemudian bisa mengendap. Variasi kecepatan pengadukan lambat tidak mempengaruhi nilai ph akhir, dimana rata-rata nilai ph akhir di masing-masing variasi kecepatan tidak jauh berbeda yaitu (±,5-7). Pada aplikasinya, nilai rpm atau kecepatan putaran harus dikonversikan ke dalam nilai G dan Gtd. Hasil perhitungan seperti pada Tabel 4. Kecepatan putaran (rps) Tabel 4 Perhitungan G dan Gtd P (N.m/detik) G (1/detik) Gtd 2 rpm 58,83 28, , 1 rpm 1,5 1, , 2 rpm,59 2, ,99 3 rpm 14,82 4, ,99 4 rpm 2,35 5, ,99 5 rpm 41,18 7,18 44,98 rpm 59,29 8,2 7757,98 Berdasarkan uji anova didapatkan nilai signifikansi untuk pengaruh variasi slow mix terhadap kekeruhan adalah,21 atau <,5 sehingga pada setiap level slow mix menghasilkan penyisihan nilai kekeruhan yang tidak sama. Berdasarkan uji tukey bahwa terdapat pengaruh antar level sampel ph awal yang signifikan terhadap perubahan nilai kekeruhan pada masing-masing variasi slow mix yaitu pada slow mix pembanding 1 rpm dengan slow mix 2 rpm. Variasi kecepatan pengadukan lambat memberikan pengaruh besar terhadap perbedaan persentase penyisihan parameter kekeruhan. Semakin cepat putaran pengadukan lambat, maka flok-flok mikro yang sudah terbentuk bisa pecah kembali dan tidak bergabung menjadi flok yang lebih besar dan cepat mengendap secara gravitasi. Hal ini yang menyebabkan nilai kekeruhan di akhir proses koagulasi-flokulasi berbeda signifikan. 7

8 Penelitian Masalah Lingkungan di Indonesia 212: xx-xx 4. Penentuan Waktu Pengendapan Optimum Penentuan waktu pengendapan proses koagulasiflokulasi didapatkan setelah menentukan dosis koagulan dan ph awal sampel yang optimum. Dosis koagulan air asam tambang pada ph awal 2,5 adalah 2 ml/l atau,74 mg Fe/L dengan ph awal sampel 8. Air run off awal dengan TSS mg/l, kekeruhan 83 NTU, dan ph 8,2. Air asam tambang ph 2,5; Fe dan Mn air asam tambang 3,7 mg/l dan 2,5 mg/l. Hasil pengukuran pada Gambar 7, Gambar 8, dan Gambar 9 menunjukkan bahwa nilai kekeruhan dan TSS pada setiap variasi waktu pengendapan tidak mengalami perubahan/penurunan yang signifikan setelah melewati waktu pengendapan 3 menit. Pada saat waktu pengendapan 4 menit sampai menit penurunan nilai TSS dan kekeruhan sudah mulai stabil, sehingga dapat disimpulkan saat 3 menit adalah waktu pengendapan optimum. Waktu pengendapan berkaitan dengan ukuran flok-flok yang terbentuk dimana ukuran flok yang lebih besar akan lebih cepat mengendap (Yue et al., 21). Mekanisme yang berhubungan dengan waktu pengendapan flok yaitu adanya kontak yang dihasilkan dari partikel yang mempunyai kecepatan mengendap yang lebih besar bergabung dengan partikel yang mempunyai kecepatan mengendap yang lebih kecil, sehingga memiliki kecepatan mengendap yang lebih besar lagi dan waktu pengendapan yang lebih cepat. waktu pengendapan sangat berkaitan dengan pembentukan flok. Flok-flok yang terbentuk antara interaksi air sampel dengan air asam tambang menghasilkan flok yang ringan dan sangat halus. Tipe flok cenderung mempunyai karakteristik pengendapan yang tidak diinginkan karena flok mudah rapuh. Gangguan yang kecil akan merusak flok-flok tersebut. Berdasarkan Gambar 9, pada waktu pengendapan 1 menit sampai menit dengan penambahan dosis koagulan yang sama yaitu,74 mg Fe/L, tidak menunjukkan perubahan pada nilai ph akhir. Pada setiap variasi pengadukan lambat, nilai ph akhir relatif sama yaitu (±,5) sehingga dapat disimpulkan, waktu pengendapan tidak berpengaruh terhadap nilai ph akhir. Berdasarkan uji anova menunjukkan nilai signifikansi waktu pengendapan terhadap penyisihan nilai TSS dan kekeruhan adalah, atau <,5. Uji tukey pada saat waktu 1 menit dengan 3 menit; 4 menit; 5 menit dan menit menghasilkan perbedaan penyisihan nilai kekeruhan yang signifikan. Oleh karena itu berdasarkan hasil penelitian dan uji anova bahwa pada setiap level waktu pengendapan menghasilkan penyisihan nilai TSS dan kekeruhan yang berbeda. B. Pengolahan Air Run Off Pertambangan Batu Bara dengan Aluminium Sulfat Penelitian tahap II adalah dengan manggunakan koagulan komersial yaitu aluminium sulfat dengan kekeruhan air run off 8 NTU yang bertujuan menentukan keefektifan penggunaan air asam tambang dan aluminium sulfat. 1. Penentuan Dosis Optimum Penentuan dosis optimum koagulan aluminium sulfat terhadap air run off dengan 3 kali range finding tes. Karakteristik awal air run off adalah TSS 9 mg/l dan kekeruhan 843 NTU serta ph 8,1. Nilai TSS dan kekeruhan, nilai ph akhir dapat dilihat pada Gambar 1. Nilai TSS dan Kekeruhan TSS 45' ph 45' Dosis Alum Kekeruhan 45' (NTU) Gambar 1 Pengaruh Dosis Alum terhadap Nilai TSS, Kekeruhan dan ph Akhir Ketika ditambahkan ke dalam air, alum bereaksi dengan air dan menghasilkan ion bermuatan positif. Reaksi kimia sebagai berikut: Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Ca(HCO 3 ) 2 2Al(OH) 3 + 3CaSO 4 + CO 2 3 Pembentukan flok aluminium hidroksida merupakan hasil dari interaksi antara koagulan 8

9 yang bersifat asam dan alkalinitas alami air (biasanya mengandung kalsium karbonat). Al 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O 2Al(OH) 3 + H SO 4 4 Alumunium hidroksida yang terbentuk bertemu dengan koloid sehingga terbentuklah flok (Hendricks, 2). Koloid - + Al(OH) 3 koloid.[al(oh) 3 ] 5 Pada penambahan koagulan aluminium sulfat ke dalam air sampel, terbentuklah aluminium hidroksida Al(OH) 3. Selanjutnya aluminium hidroksida yang terbentuk berikatan dengan koloid dan menghasilkan flok. Semakin banyak dosis aluminium sulfat yang ditambahkan, maka semakin banyak flok yang terbentuk. Pada Gambar 1 menunjukkan bahwa semakin tinggi dosis pemberian aluminium sulfat maka semakin tinggi pula penurunan konsentrasi TSS dan kekeruhan. Koagulan aluminium sulfat berbahan dasar serbuk yang dilarutkan, sehingga apabila pemberian dosis ini berlebihan maka akan menimbulkan kekeruhan kembali dalam air sampel. Nilai TSS dan kekeruhan terus menurun sampai titik terendahnya. Kemudian pada saat pemberian dosis tertentu, nilai kekeruhan dan TSS ini meningkat. Inilah yang disebut dosis optimum koagulan. Adanya penambahan aluminium sulfat, padatan tersuspensi mampu membentuk flok-flok dalam air.terbentuknya flok terhadap padatan tersuspensi dapat mengakibatkan perubahan berat jenis padatan tersuspensi sehingga berat jenis air lebih kecil daripada berat jenis padatan tersuspensi.dengan demikian padatan tersuspensi mampu mengendap secara gravitasi. Sifat alum yaitu memiliki muatan elektron positif sedangkan padatan tersuspensi memiliki muatan elektron negatif dan jika kedua zat ini bertemu maka akan terjadi reaksi. Penurunan nilai terbesar TSS dan kekeruhan ada pada saat pemberian dosis alum 3 mg/l yaitu (±97%). Selanjutnya saat dosis melebihi 3 mg/l terjadi peningkatan kembali nilai kekeruhan dan TSS sampai pada dosis 375 mg/l, sehingga ada dosis berlebih alum yang yang tidak mengikat padatan tersuspensi yang akhirnya menambah padatan total tersuspensi pada air sampel. Nilai ph akhir dari dosis 3 mg/l adalah (±,5). Berdasarkan uji anova pada didapatkan nilai signifikansi <,5 untuk dosis terhadap kekeruhan maupun dosis terhadap TSS sehingga terdapat pengaruh yang siginifikan antar level dosis terhadap penyisihan nilai TSS dan kekeruhan. Kesimpulan yang dapat diambil adalah dosis koagulan alum saat 3 mg/l adalah dosis optimum untuk air run off kekeruhan 8 NTU. 2. Penentuan ph Akhir Optimum Karakteristik awal air run off TSS 59 mg/l, kekeruhan 82 NTU ph 8,7. Nilai TSS dan kekeruhan, nilai ph akhir dapat dilihat pada Gambar 4.19 Nilai TSS dan Kekeruhan TSS 45' ph 45' ph.7 ph 7.1 ph 8.2 ph 9.1 ph Awal Sampel Kekeruhan 45' (NTU) Gambar 11 Pengaruh ph Awal Air Sampel terhadap Nilai TSS, Kekeruhan dan ph Akhir Berdasarkan uji anova didapatkan nilai signifikansi untuk pengaruh ph awal sampel terhadap nilai kekeruhan dan TSS. Nilai signifikansi yaitu,22 dan,445 (<,5) sehingga dapat disimpulkan bahwa tidak ada pengaruh yang signifikan dari masing-masing variasi ph awal sampel terhadap parameter uji TSS dan kekeruhan. Ketika dilakukan pengujian uji tukey, semua nilai signifikansi antar ph awal sampel > dari,5 secara keseluruhan. Berdasarkan Gambar 4.2 diketahui bahwa pada tiap variasi ph awal air sampel memiliki persentase penurunan nilai TSS dan kekeruhan yang semuanya cukup signifikan(<9%). ph awal 8 memiliki efisiensi penurunan parameter yang paling signifikan diantara yang lain yakni 98% untuk TSS dan hampir 1% untuk kekeruhan. ph akhir dari variasi ph awal 8 adalah (±,2) atau masih memenuhi baku mutu

10 Penelitian Masalah Lingkungan di Indonesia 212: xx-xx Jadi, dapat disimpulkan ph optimum saat ph awal 8. Aluminium sulfat bereaksi dengan air dan menghasilkan ion H + yang menyebabkan nilai ph menurun (asam). Sehingga semakin banyak aluminium sulfat yang ditambahkan semakin besar pula ion H + yang terbentuk sehingga ph air menjadi semakin rendah. ph optimum untuk koagulasi menggunakan alum, sangat tergantung pada karakteristik air yang diolah, biasanya berada dalam rentang 5-8. Koagulan aluminium sulfat memiliki sifat keasaman lebih besar, sehingga mengkonsumsi alkalinitas lebih banyak pada air sampel (Hendricks, 2). Oleh karena itu, penambahan koagulan aluminium pada kekeruhan yang tidak terlalu besar akan menurunkan ph akhir secara drastis. Berdasarkan hasil penelitian dan uji anova dapat disimpulkan pada variasi ph air run off tidak menunjukkan hasil efisiensi penurunan nilai TSS dan kekeruhan yang berbeda. Hal ini disebabkan nilai ph akhir tidak berbeda jauh, yaitu pada rentang ph ph 7 sehingga menyebabkan penurunan nilai TSS dan kekeruhan adalah pengaruh dosis koagulan air asam tambang yang diberikan sama yaitu dosis optimum. KESIMPULAN Air asam tambang dapat digunakan sebagai koagulan. Penggunaan air asam tambang sebagai koagulan berpengaruh terhadap penurunan nilai kekeruhan dan TSS air run off pertambangan batu bara. Penggunaan air asam tambang lebih efektif daripada aluminium sulfat. Dosis dan ph optimum koagulan air asam tambang dengan kekeruhan air run off 8 NTU adalah,17 mg Fe/L dan ph optimum 7. Dosis dan ph optimum koagulan aluminium sulfat adalah 3 mg/l dan ph 7. Rasio perbandingan air asam tambang PT. Pamapersada Nusantara dari sump pit Pelikan adalah 2% dari air run off sump pit Kangguru atau dengan perbandingan,2 : 1. Kecepatan pengadukan lambat dan waktu pengendapan optimum pada pengolahan air run off sump pit Kangguru adalah 2 rpm dan 3 menit, dengan nilai G 2,87/detik dan Gtd SARAN 1. Penelitian lanjutan adalah untuk menentukan dosis optimum pada beberapan macam kekeruhan adalah dengan variasi dosis koagulan air asam yang sama. 2. Penelitian lanjutan dengan menggunakan air asam tambang dan air run off pertambangan batu bara yang mempunyai karakteristik air yang berbeda. Hal ini sebagai perbandingan terhadap hasil penelitian yang sudah dicapai penulis pada penelitian ini. 3. Penelitian lanjutan yaitu proses koagulasiflokulasi dengan pengadukan hidrolis. Pada aplikasi di PT. Pamapersada Nusantara percampuran air asam tambang dari sump pit Pelikan bertemu dengan air run off sump pit Kangguru karena perbedaan ketinggian. DAFTAR PUSTAKA Akcil, A. and Koldas, S. Acid mine drainage (AMD): causes, treatment and case studies. Journal of Cleaner Production. 14 (2): Amalia, R. Pemanfaatan Air Asam Tambang Sebagai Koagulan. Tugas Akhir., ITS Surabaya, (21). Dihang, D., Aimar, P., Kayem, J., and Koungou. Coagulation and flocculation of laterite suspensions with low levels of aluminium chloride and polycrylamids. Chemical Engineering and Processing. 47 (28): Hendricks, S. Water Treatment Unit Processes: Physical and Chemical. United Stade of America: Taylor & Francis Group. Pub., Inc., 21. Noviardi, R., Marganingrum, D. Pencemaran Air dan Tanah di Kawasan Pertambangan Batu bara di PT Berau Coal, Kalimantan Timur. Riset Geologi dan Pertambangan. (21): Ruihua, L., Lin, Z., Tao, T., and Bo, L. Phosphorus removal performance of acid mine drainage from wastewater. Journal of Hazardous Materials. 19 (211): 9-7. Sue, S., Frank, O., John, D., Hilary, I., and Zhengfu, B. Environmental issues from coal mining and their solutions. Mining Science and Technology. 2 (21): Yue, Q., Gao, B., and Yang, Z. Coagulation Performance and Residual Aluminium Speciation of Al 2 (SO 4 ) 3 and Polyaluminium Chloride (PAC) in Yellow River Water treatment. Chemical Engineering Journal. 15 (21):