PENGOLAHAN AIR ASAM TAMBANG MENGGUNAKAN SISTEM “PASSIVE TREATMENT” PDF

Preview

Summary

Prosiding Seminar Nasional Limnologi V tahun 2010 PENGOLAHAN AIR ASAM TAMBANG MENGGUNAKAN SISTEM “PASSIVE TREATMENT” Cynthia Henny, Guruh Satria Ajie dan Evi Susanti Pusat Penelitian Limnologi-LIPI Email: [email protected] ABSTRAK Aktivitas penambangan seperti penambangan timah di Pulau Bangka ...

Description

Accelerat ing t he world's research.

PENGOLAHAN AIR ASAM TAMBANG MENGGUNAKAN SISTEM “PASSIVE TREATMENT” evi susanti limnologi.lipi.go.id

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

KAJIAN FIT OREMEDIASI SEBAGAI SALAH SAT U PENDUKUNG KEGIATAN PENGELOLAAN LAHAN … Oct ovianus Mat ius

Nusa Idaman Said : Teknologi Pengolahan Air Asam Tambang Bat ubara egi saput ra Fraksinasi fosforus pada sedimen di bagian lit oral Danau Mat ano, Sulawesi Selat an Sulung Nomosat ryo

Prosiding Seminar Nasional Limnologi V tahun 2010

PENGOLAHAN AIR ASAM TAMBANG MENGGUNAKAN SISTEM “PASSIVE TREATMENT” Cynthia Henny, Guruh Satria Ajie dan Evi Susanti Pusat Penelitian Limnologi-LIPI Email: [email protected]

ABSTRAK Aktivitas penambangan seperti penambangan timah di Pulau Bangka menghasilkan aliran asam tambang (AMD; Acid Mine Drainage) yang menimbulkan pencemaran pada aliran sungai dan estuarin. Permasalahan dari AMD adalah kualitas airnya yang asam dengan pH< 3 dan kandungan logam seperti Fe, Zn, Pb, Al, dan As yang cukup tinggi. Keasaman dan kandungan logam yang tinggi dari AMD telah mengganggu kehidupan akuatik di sungai atau estuarin sekitarnya. Kajian kinerja dari sistem ―passive treatment‖ skala kecil dilakukan di area penambangan timah di Pulau Bangka untuk meningkatkan kualitas AMD yang berasal dari aliran air danau bekas tambang yang masih aktif. Tujuan dari penelitian adalah untuk meningkatkan kualitas AMD agar bisa digunakan sebagai sumber air bersih dan untuk mencegah pencemaran lingkungan. Sistem‖passive treatment‖ yang dikaji merupakan gabungan sistem kapur anoksik (ALD; Anoxic Limestone Drains ) dan sistem rawa buatan (CTW; Conctructed Wetland, Aerobic dan Anaerobic ). Penambahan filter pasir (sand filter) yang terpisah dilakukan untuk menurunkan kandungan padatan terlarut. Sistem pengolahan bersifat pasif tidak memerlukan energi seperti listrik, dimana aliran air menggunakan pengaruh grvitasi. Sistem ALD mnggunakan batu kapur dan CTW menggunakan tanaman air Eichornia sp dan Lepironia sp. Sistem pengolahan ―passive treatment‖ meningkatkan pH AMD dari 2,8 menjadi 7, menurunkan turbiditas dan konduktivitas. Penyisihan sulfat mencapai 67 – 90% sedangkan penyisihan logam Fe mencapai 100% dan penyisihan Al 93-97%. Sistem ―passive treatment‖ yang diuji terbukti cukup efektif dan efisien dalam meningkatkan pH dan menurunkan kandungan logam AMD. Secara keseluruhan kualitas air AMD olahan cukup baik sesuai standar mutu untuk air bersih. Kata kunci: teknologi pengolahan air, passive treatment, air asam tambang

ABSTRACT Activities of tin mining in Bangka Island have been producing mine waste. These mine wastes are continuing sources of environmental contamination, mostly in the form of acid mine drainage (AMD). These acid mine waters have caused severe pollution in the streams and estuarine. The problem of acid mine water is that the water is acid with pH < 3 and the metal concentrations such as Fe, Zn, Pb, Al, and As are relatively high. Acidity and metal concentrations of the AMD-affected streams have caused the loss of most forms of aquatic life. The purpose of this study is to evaluate the passive treatment system to treat the AMD (acid mine drainage) by increasing the water pH and reducing the metal concentrations to prevent environmental pollution. The passive treatment system evaluated is a combining of anoxic limestone drains (ALDs)) and constructed wetland (Aerobic and Anaerobic CTW) with additional of sand filter to reduce the concentration of dissolved solids. The water flows passively under gravitational force in the system without energy such by using electric power. The ALDs system used coarse limestone and the CTW used water plants of Eichornia sp and Lepironia sp. The passive treatment system tested has increased the pH of the AMD from 2.8 to 7 and reduced the turbidity and conductivity. The sulfate removal was 67-90%, while the removal of metals was nearly 100% for Fe and 93-97% for Al. The system of passive treatment approved to be very effective and efficient to increase the pH and reduce the metals concentration of acid mine water. Overall the quality of treated AMD has met the clean water standard. Keywords: wastewater treatment, passive treatment, acid mine drainage

331

Prosiding Seminar Nasional Limnologi V tahun 2010

PENDAHULUAN Permasalahan utama berhubungan dengan penambangan dan limbah tambang (tailing dan batu-batuan) adalah terbentuknya aliran asam tambang (AMD; Acid Mine Drainage), yang terbentuk dari hasil reaksi oksidasi batuan/mineral sulfida secara kimia dan biologi. AMD merupakan sumber kontaminasi lingkungan karena selain mempunyai pH yang rendah juga mengandung logam-logam berat berbahaya seperti Fe, Al, Mn, Cu, Zn, Cd, Pb, As dan biasanya juga mengandung sulfat yang tinggi (Davis et al., 2000; Achterberg et al., 2003; Braungardt et al., 2003; Elisa et al.,2006; Blodau, 2006; Dowling et al., 2004; Sengupta, 1993). Keasaman dan kandungan logam yang tinggi telah menyebabkan hilangnya beberapa jenis dari biota akuatik pada sungai-sungai kecil yang mendapat efek buangan AMD (Lo´pez-Archilla et al., 2001; Gonza´lez-Toril et al., 2003; Nyogi et al, 2002). Diperlukan pengolahan AMD untuk mengurangi pencemaran sungai, sebelum dibuang ke perairan. Seperti diketahui bahwa banyak teknologi yang dapat digunakan untuk perbaikan AMD. Passive Treatment yang merupakan gabungan beberapa sistem pengolahan seperti sangat efektif meningkatkan pH dan menurunkan kandungan logam AMD. Adapun sistem yang umum digunakan untuk pengolahan AMD seperti sistem permeable reactive barrier (PRB), open limestone channels (OLCs), anoxic limestone drains (ALDs) dan rawa buatan (CW; constructed wetland) (Benner, 1997; Gilbert et al., 2003; Zipper dan Jage, 2002; Gloss et al., 1998; Zimkiewicz et al., 2003). Metode yang murah dan cukup efisien untuk menetralisasikan AMD adalah dengan menggunakan bahan alkalin seperti batu kapur (limestone) (Mylona et al., 2000; G Maree et al 2004). Sistem passive treatment yang sangat efektif dalam menurunkan asiditas AMD adalah sistem OLCs dan ALDs yang digabung dengan sistem CW, dan sistem ini sudah dikembangkan secara komersial di Kanada dan Amerika Serikat.

Sistem

limestone dan wetland yang terpisah akan lebih efektif dan lebih terkontrol dibandingkan dengan sistem yang disatukan dalam CW. Pengolahan AMD biasanya menggunakan sistem pengolahan bertingkat dari beberapa sistem yang disebutkan di atas untuk perbaikan kualitas airnya (Zipper dan Jage, 2002;

332

Prosiding Seminar Nasional Limnologi V tahun 2010

Faulkner et al, 2005; Zimkiewicz et al, 2003; Hedin et al, 1994; Daugherty et al, 2003). Sistem fluidized-bed limestone mampu menurunkan asiditas AMD batubara dari 12000 menjadi 300 mg/L (CaCO3) dimana pH meningkat dari 2,2 menjadi 7 dengan penurunan kandungan Fe dan Al mencapai 95% (Maree et al., 2004). Peningkatan pH air asam tambang yang ber pH 20 mg/L, alkalinity 80 biasanya dengan hanya sistem CW tidak bisa meningkatkan pH. Dengan desain yang tepat, sistem passive treatment bisa mempunyai umur (lifespan) > 20 tahun (Zimkiewicz et al, 2003). Sistem CW atau rawa buatan juga merupakan sistem passive treatment yang cukup efektif untuk pengontrolan AMD, akan tetapi untuk efektifitas pengolahan air, sistem CW tidak bisa langsung digunakan untuk mengolah AMD kecuali sistem dilengkapi dengan media kapur. Sistem CW secara alamiah adalah daerah transisi (ekoton) antara ekosistem perairan dimana memiliki kondisi basah dan tergenang dengan ekosistem darat yang kering. Sistem CW dapat memiliki masa terendam air namun juga dapat praktis kering (Kadlec dan Knight, 1996). Secara alamiah, pada sistem CW terjadi proses-proses biologi, kimia dan fisika. Proses biologi terjadi pada interaksi antara tumbuhan penyusun CW dengan lingkungannya tersebut. Penyerapan (up taking) unsur-unsur yang dibutuhkan untuk pertumbuhan diserap melalui akar atau organ yang berfungsi seperti akar pada air dan substrat tumbuh tumbuhan tersebut. Penyerapan logam dalam air, terutama Fe dan Mn, akan berlangsung efektif apabila terdapat intreraksi secara biologis yang menjembatani proses oksidasi dan reduksi. Sistem CW adalah satusatunya ekosistem yang di dalamnya terjadi proses-proses oksidasi dan reduksi. Proses biologi lainnya yang terjadi pada CW adalah proses pelepasan material organik dari tumbuhan ke lingkungan sekitarnya. Tumbuhan merupakan elemen

333

Prosiding Seminar Nasional Limnologi V tahun 2010

yang sangat penting bagi pertumbuhan komunitas mikrobia. Perombakan material secara langsung menjadi materi yang sangat sederhana dapat dilakukan oleh komunitas mikrobia. Keberadaan tumbuhan dengan sistem perakarannya mampu menyokong pertumbuhan mikrobia dalam sistem yang juga akan mendegradasi senyawa-senyawa logam berat pada sistem. Pada sistem CW anaerobik, komposisi reaktif material yang digunakan seperti kompos, daunan, serbuk gergaji ditambahkan lumpur aktif dari sistem sewage atau anaerobic digester juga menstimulasi pertumbuhan bakteri pereduksi sulfat untuk menaikan alkalinitas dan menyisihkan logam dalam bentuk endapan sulfida (Chang et al., 2000; Gibert et al., 2003, 2005; Steed et al., 2000, Waybrant et al., 2002). Berikut adalah reaksi peningkatan alkalinitas dengan bakteri pereduksi sulfat dan penyisihan logamnya dalam bentuk metal sulfida: 2-

SO4

2+

+ 2CH2O + 2H

Me + S

2-

H2S + 2CO2 + 2H2O

MeS

Aktivitas penambangan timah di Pulau Bangka telah menimbulkan pencemaran sungai dan muara akibat buangan aliran tambang yang bersifat asam dengan kandungan logam dan padatan tersuspensi yang tinggi. Untuk mengurangi pencemaran sungai dan muara akibat aliran buangan tambang diperlukan perbaikan kualitas air buangan tambang dengan meningkatkan pH air dan menurunkan kandungan logam maupun padatan tersuspensi. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi kinerja sistem passive treatment yang merupakan gabungan beberapa teknologi pengolahan air dalam meningkatkan kualitas air asam tambang yang berasal dari buangan tambang timah di Pulau Bangka. BAHAN DAN METODE Pengolahan AMD yang diteliti adalah sistem Passive Treatment yang merupakan gabungan dari dua sistem pengolahan yang terpisah yaitu sistem anoxic limestone drains (ALDs) dan sistem rawa buatan (CW; Constructed Wetland). Pemisahan sistem adalah untuk mempermudah mengganti media reaktif (limestone) apabila sudah tidak efektif lagi. Sistem yang diseleksi merupakan sistem pengolahan yang bersifat pasif dimana air mengalir dengan pengaruh

334

Prosiding Seminar Nasional Limnologi V tahun 2010

grafitasi sehingga tidak memerlukan energi seperti listrik ataupun penanganan khusus untuk operasional. Pemilihan material menggunakan material yang murah, mudah didapat dan mudah diimplementasikan. Penelitian dilakukan di area tambang timah TB 1.9 di Pulau Bangka. Pengamatan dilakukan dari bulan April sampai dengan akhir Oktober 2008 lebih kurang selama 6 bulan. AMD dialirkan dari danau tambang aktif melalui saluran dan masuk ke sistem pengolahan sebelum dibuang ke sungai. AMD yang diteliti mempunyai pH 2,8 (1200 mg/L menjadi 100 -...