PERHAPI PT. Kaltim Prima Coal / Kutai Timur
Sengata - Kalimantan Timur
Pendahuluan
Setiap kegiatan penambangan pasti menghasilkan limbah, baik berupa limbah cair, padat, ataupun gas/udara. Khusus untuk limbah cair, porsi terbesar berasal dari aktivitas pembukaan lahan dan material buangan (waste) yang mudah tererosi sehingga mempengaruhi baku mutu air limpasan yang keluar dari area penambangan dan menuju ke badan sungai atau meresap menjadi air tanah.
Berdasarkan Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 113 tahun 2003 tentang Baku Mutu Air Limbah bagi Usaha dan atau Kegiatan Pertambangan Batubara, disebutkan bahwa air limbah yang berasal dari kegiatan penambangan dan air limbah yang berasal dari kegiatan pengolahan/pencucian harus dikelola dengan pengendapan sebelum dibuang ke air permukaan dan air yang dibuang harus memenuhi baku mutu yang ditetapkan (Tabel 1).
Parameter | Satuan | Kadar Maksimum |
PH |
| 6 – 9 |
Residu Tersuspensi | Mg/l | 400 |
Besi (Fe) Total | Mg/l | 7 |
Mangan (Mn) Total | Mg/l | 4 |
Tabel 1. Baku Mutu Air Limbah Kegiatan Penambangan Batubara
Sehingga di setiap kegiatan penambangan (batubara) harus menyediakan kolam-kolam pengendapan untuk memastikan bahwa limbah cair yang keluar ke badan air akibat dari proses penambangan akan memenuhi baku mutu yang disyaratkan oleh pemerintah tersebut diatas.
Rencana umum pengelolaan air dan limbah cair di tambang
Setiap penambangan pasti berhadapan dengan masalah air, baik air limpasan permukaan, air tanah, ataupun air limbah hasil proses penambangan. Supaya proses penambangan bisa berjalan bagus sesuai dengan prinsip Good Mining Practice, maka suatu rencana pengelolaan air harus dibuat. Dalam rencana pengelolaan air (water management plan) harus dikembangkan dengan mempertimbangkan curah hujan rata-rata, luas area tangkapan air, bangunan-bangunan air yang harus dibuat termasuk kolam pengendapan yang berfungsi sebagai kontrol erosi, sedimentasi, dan bahan pencemar lainnya seperti logam berat sebelum keluar ke badan sungai umum.
Sedimentasi
Sedimentasi adalah proses pemisahan partikel-partikel melayang di dalam air oleh pengaruh gaya gravitasi atau gaya berat partikel. Berdasarkan tingkat konsentrasi partikel di dalam air limbah dan kecenderungan partikel untuk saling berinteraksi, maka proses sedimentasi dapat digolongkan dalam 4 tipe, yaitu:
Ø Tipe 1: pengendapan partikel mandiri (discrete particle settling)
Ø Tipe 2: pengendapan partikel floc (flocculant settling)
Ø Tipe 3: pengendapan secara perintangan (hindered settling)
Ø Tipe 4: pengendapan secara pemampatan (compression settling)
Tipe-tipe proses sedimentasi diatas akan menjadi pertimbangan untuk menentukan jenis-jenis kolam pengendapannya.
Kolam Pengendap
Kolam pengendap (sediment pond) adalah tempat untuk menangkap runoff dan menahan air ketika tanah dan kotoran lain dalam air mengendap menjadi sedimen. Kebanyakan kolam pengendap diperlukan karena air keluaran yang mengandung banyak Total Suspended Solid atau residu tersuspensi yang melampaui baku mutu kualitas keluaran air. Secara garis besar kolam pengendap bisa dibuat dengan membangun tanggul penahan atau menggali lubang untuk tampungan air atau sedimen. Kolam pengendap berbeda dengan sebuah dam dimana bertujuan untuk menahan air hanya selama untuk mengendapkan material tersuspensi, setelah air jernih, air tersebut bisa dialirkan. Kolam pengendap juga harus dipelihara, dimana bila sediment telah mengendap dan mencapai kadar air tertentu dimana bisa dibuang, maka pembuangan atau pengerukan kolam dilakukan. Kolam pengendap selain sebagai tempat untuk mengendapkan material tersuspensi, di area tambang juga berfungsi sebagai penampungan air limbah yang mengandung logam berat (Fe dan Mn) dan air yang mengandung asam (pH < 6), dimana di dalam tampungan tersebut dilakukan perlakuan penetralan air limbah atau tercemar sehingga bisa menjadi normal sesuai ambang batas baku mutu yang disyaratkan oleh Pemerintah. Di kolam pengendap tersebut bisa dilakukan treatment berupa pengapuran, pemberian alum, aerasi, dan perlakuan-perlakuan lainnya sesuai dengan kondisi kandungan limbahnya.
Jenis-jenis kolam pengendap berdasarkan partikel yang diendapkan
Kecepatan pengendapan dari partikel menjadi pertimbangan dalam membuat desain kolam pengendap. Kecepatan pengendapan dipengaruhi oleh jenis partikel seperti dalam tipe pengendapan.
Ø Partikel mandiri (discrete particle) adalah partikel yang tidak mengalami perubahan bentuk, ukuran, maupun berat selama pertikel tersebut mengendap. Proses pengendapan partikel berlangsung semata-mata akibat pengaruh gaya partikel atau berat sendiri partikel. Pengendapan akan berlangsung sempurna apabila aliran dalam keadaan tenang (aliran laminar). Akibat bertnya sendiri, partikel yang mempunyai rapat masa lebih besar dari rapat masa air akan bergerak vertical ke bawah. Gerakan partikel di dalam air yang tenang akan diperlambat oleh gaya hambatan akibat kekentalan air (drag force) sampai dicapai suatu keadaan dimana besar gaya hambatan setara dengan gaya berat efektif partikel di dalam air. Setelah itu gerakan partikel akan berlangsung secara konstan dan disebut kecepatan pengendapan atau terminal settling velocity. Kecepatan pengendapan bisa dihitung dengan hukum stoke (Peavy, 1986) berikut:
dengan : dp = diameter partikel,
µ = angka kekentalan dinamis,
ρs = rapat masa partikel,
ρw = rapat masa air,
g = percepatan gravitasi bumi.
Untuk memperoleh hasil yang optimal, maka kolam pengendapan dirancang berdasarkan ukuran butir yang paling dominan. Apabila kecepatan pengandapan partikel tersebut vt , maka semua partikel yang mempunyai kecepatan pengendapan sama atau lebih besar dari vt akan diendapakan pada dasar kolam
Berdasarkan jenis partikel mandiri ini, maka kolam pengendap yang akan dibangun harus dirancang berdasarkan kecepatan pengendapan, sehingga panjang, luas, dan kedalaman kolam pengendap bisa ditentukan.
Ø Partikel yang berada dalam larutan encer sering tidak berlaku sebagai partikel mandiri (discrete particle) tetapi sering membentuk gumpalan (flocculant particle) selama mengalami proses sedimentasi. Bersatunya beberapa partikel membentuk gumpalan akan memperbesar rapat masanya, sehingga akan mempercepat pengendapannya. Proses penggumpalan (flocculation) di dalam kolam pengendapan akan terjadi tergantung pada keadaan partikel untuk saling berikatan dan dipengaruhi oleh beberapa variabel seperti laju pembebanan permukaan, kedalaman kolam, gradient kecepatan, konsentrasi partikel di dalam air dan range ukuran butir
Berdasarkan tipe pertikel diatas, maka bisa dirancang kolam pengendap yang memberi kesempatan partikel encer tersebut untuk membentuk flok, dimana hal tersebut bisa dirancang dengan memperpanjang kolam pengendap dan/atau menambahkan peralatan yang bisa memberikan zat pencampur/reagent yang bisa mempercepat penggumpalan (coagulant), sehingga proses pengendapan bisa dipercepat.
Jenis-jenis kolam pengendap berdasarkan topografi area
Berdasarkan topografi area yang akan dibangun kolam pengendap, secara garis besar ada dua jenis topografi yang mempengaruhi pemilihan jenis kolam pengendap;
Ø Topografi dengan kontur yang tajam dan banyak creek atau sungai yang dipisahkan oleh bukit-bukit. Dengan topografi tersebut, maka pemilihan kolam pengendap adalah dengan membangun bendung yang membendung creek atau aliran sungai dengan menghubungkan dua bukit. Hal tersebut akan memberikan kapasitas tampungan yang maksimal dengan pekerjaan yang minimal.
Ø Topografi dengan kontur yang sangat landai, cenderung flat, dan berada di area rendah (low land). Dengan topografi tersebut, maka pemilihan kolam pengendap adalah dengan melakukan penggalian kolam dimana kapasitas tampungan tidak bisa maksimal dengan rata-rata hanya 50% - 60% volume material yang digali.
Jenis-jenis kolam pengendap berdasarkan rencana pemeliharaan
Kolam pengendap juga harus dipelihara supaya kolam pengendap tersebut berfungsi dengan optimal yang mempunyai umur layanan yang maksimal. Pada saat pemilihan jenis kolam pengendap, rencana pemeliharaan atau pengerukan kolam harus menjadi pertimbangan. Ada dua cara untuk memelihara kolam pengendap yang akan mempengaruhi rencana rancangan atau desain pembuatan kolam pengendap;
Ø Pemeliharaan kolam pengendap dengan excavator, dimuat ke dalam truk, dan kemudian dibuang ke lokasi pembuangan sedimen. Rencana pemeliharaan ini akan membuat rancangan kolam pengendap tidak bisa terlalu besar dan harus bisa mengakomodasi tempat excavator dan truk beroperasi di kolam pengendap tersebut. Kolam pengendap cukup dibuat kecil tetapi dengan tipe meandering sehingga seperti sungai yang berkelok dengan harapan panjang kolam pengendap cukup memberi waktu bagi partikel untuk mengendap. Dengan kolam yang berukuran kecil tentunya umur kolam untuk penuh akan semakin pendek, sehingga ketersediaan alat pengeruk ini (excavator dan truk) menjadi hal yang penting. Hal ini menjadikan biaya pembuatan kolam menjadi kecil, tetapi biaya pemeliharaan menjadi sering frekuensinya.
Ø Pemeliharaan kolam pengendap dengan kapal keruk atau dredge. Rencana pemeliharaan dengan menggunakan kapal keruk ini akan memberikan keleluasaan bagi pembuat rancangan kolam pengendap dengan merancangnya sebesar mungkin kapasitasnya sehingga umur kolam pengendap akan lebih lama. Efeknya adalah hal ini akan memberikan biaya besar untuk investasi kapal keruk, tetapi bila dalam satu area tersebut banyak kolam pengendapnya, maka investasi kapal keruk akan membuat program pengerukan berjalan ekonomis.
Jenis-jenis kolam pengendap berdasarkan umur rencana
Kolam pengendap juga dirancang berdasarkan umur rencana kolam pengendap tersebut. Ada dua jenis umur rencana kolam yang mempengaruhi rancangan kolam pengendap;
Ø Umur rencana pendek (kurang dari 2 tahun), kolam pengendap dengan umur pendek biasanya dibuat hanya sementara sampai sumber limbah atau sedimen tidak ada. Untuk daerah tambang kolam pengendap ini dibuat di area rencana reklamasi dimana selama proses pembentukan lahan, penyebaran tanah pucuk, pembuatan bangunan penahan erosi, dan vegetasi tumbuh maka erosi yang menghasilkan sedimen akan terjadi dan tentunya akan menimbulkan masalah kualitas air dan/atau kolam pengendap sementara ini diperlukan saat pembersihan lahan dalam proses pembuatan jalan, dimana sebelum jalan tersebut terbentuk dan dilapisi perkerasan maka erosi juga akan menghasilkan sedimentasi. Erosi dan sedimentasi akan berangsur berkurang dan hilang bila area reklamasi sudah berhasil atau jalan sudah terkonstruksi dan terlapisi dengan perkerasan sehingga kolam pengendap tersebut tidak akan berfungsi lagi. Selain itu, juga bisa kolam pengendap ini memang dirancang sampai kolam ini penuh dan setelah penuh akan dibuat kolam pengendap lainnya dibawahnya (series pond). Kolam pengendap ini cukup dirancang dengan kapasitas sesuai dengan laju sedimentasi selama umurnya saja, setelah itu kolam pengendap ini bisa di-decommissioning atau tidak difungsikan lagi.
Ø Umur rencana panjang (lebih dari 2 tahun), kolam pengendap dengan umur panjang dibuat dengan rencana umur layanan lebih dari 2 tahun. Kolam pengendap ini di tambang dibuat untuk melayani sedimentasi dari erosi yang terjadi sepanjang umur tambang. Hal ini akan membuat rancangan kolam pengendap semaksimal mungkin kapasitasnya. Bila ada program pengerukan, maka kapasitas tampungan sediment bisa diperkecil, tetapi fungsi dari kolam pengendap akan terus menerus ada sampai tidak ada erosi dan sedimentasi.
Kesimpulan
Dari pembahasan mengenai jenis-jenis kolam pengendap berdasarkan beberapa aspek diatas, bisa dibuatkan sebuah matriks untuk pemilihan kolam pengendap berdasarkan jenis partikel yang diendapkan, kondisi lingkungan, jumlah anggaran, ketersediaan alat pemeliharaan, dan umur rancangan kolam pengendap.
No | Jenis Kolam Pengendap | Jenis Material Yang Diendapkan | Umur Rencana Kolam | Rencana Pemeliharaan dan Perkiraan Biayanya | Topografi area | Perkiraan biaya pembuatan kolam pengendap |
1 | Kolam Bendung | Partikel Mandiri | Umur Pendek dan Umur Panjang | Kapal Keruk ($1M biaya kapital + $6 tiap 1m3 sedimen yang dibuang) | Kontur sedang-tajam | $3 - $4 untuk tiap 1m3 kapasitas tampungan sedimen |
2 | Kolam Gali | Partikel Mandiri dan Partikel Flok | Umur Pendek dan Umur Panjang | Kapal Keruk ($1M biaya kapital + $6 tiap 1m3 sedimen yang dibuang) & Excavator ($15 - $25 untuk tiap 1m3 sedimen yang dibuang) | Kontur landai | $6 - $8 untuk tiap 1m3 kapasitas tampungan sedimen |
3 | Kolam Meander | Partikel Flok | Umur Pendek dan Umur Panjang | Excavator ($15 - $25 untuk tiap 1m3 sedimen yang dibuang) | Kontur landai | $5 - $7 untuk tiap 1m3 kapasitas tampungan sedimen |
4 | Kolam dan Alat Penetral Air | Partikel Mandiri dan Partikel Flok | Umur Pendek dan Umur Panjang | Kapal Keruk ($1M biaya kapital + $6 tiap 1m3 sedimen yang dibuang) & Excavator ($15 - $25 untuk tiap 1m3 sedimen yang dibuang) | Kontur sedang-tajam | $3 - $8 untuk tiap 1m3 kapasitas tampungan sediment + $700K untuk mesin penetral air (Neutramill) |
Tabel 2. Matrix pemilihan kolam pengendap
Tidak ada komentar:
Posting Komentar