BAB IPENDAHULUAN1.1. Latar BelakangAir asam tambang (AAT) atau dalam bahasa Inggris dikenal sebagai Acid Mine Drainage (AMD) atau Acid Rock Drainage (ARD) terbentuk saat mineral sulphida tertentu yang ada pada batuan terpapar dengan kondisi dimana terdapat air dan oksigen (sebagai faktor utama) yang menyebabkan terjadinya proses oksidasi dan menghasilkan air dengan kondisi asam. Air asam tambang memiliki pH di bawah lima. Air dengan tingkat keasaman di bawah lima tidak dapat langsung dialirkan ke lingkungan bebas. Air dengan tingkat keasaman yang tinggi mudah melarutkan logam sehingga dapat mengganggu biota perairan. Comment by AXIOO: Air Asam TambangComment by AXIOO: di manaAir asam tambang yang dihasilkan dari setiap penambangan batubara tidaklah sedikit, maka dari itu perlu dilakukan penanganan yang efektif. Selama ini air asam tambang ditangani dengan penambahan senyawa alkali kapur, seperti kapur padam (Ca(OH)2). Namun penanganan dengan senyawa alkali kapur belum bisa mencapai hasil air yang memiliki pH netral. Maka dari itu kami ingin mencoba penanganan air asam tambang dengan metode lain. Metode penanganan yang ingin kami gunakan adalah dengan metode membran reverse osmosis dan membran ultrafiltrasi.Metode reverse osmosis mampu memisahkan komponen-komponen pada temperatur kamar, konsumsi energi dan bahan kimia aditif cukup rendah, tidak mengahasilkan produk samping yang berupa limbah, bersifat modular dan kompak serta hanya membutuhkan ruangan yang kecil untuk instalasinya. Sementara cara kerja proses ultrafiltrasi mirip dengan proses revesrse-osmosis, yaitu pemisahan partikel berdasarkan ukurannya dengan menggunakan tekanan pada membran berpori. Yang membedakan dengan reverse osmosis adalah jenis membran dan lebih kecilnya tekanan yang digunakan dalam pengoperasian.Kedua metode membran ini diharapkan dapat menangani air asam tambang dengan lebih efektif dan hasil yang maksimal sesuai dengan standar AMDAL.

1.2. Perumusan Masalah1) Bagaimana pengaruh perbedaan jenis membran ultrafiltrasi dan membran reverse osmosis dalam pengolahan air asam tambang terhadap TDS ?2) Bagaimana pengaruh perbedaan jenis membran ultrafiltrasi dan membran reverse osmosis dalam pengolahan air asam tambang terhadap pH ?3) Bagaimana pengaruh perbedaan jenis membran ultrafiltrasi dan membran reverse osmosis dalam pengolahan air asam tambang terhadap TSS ?1.3. Tujuan1) Mengetahui pengaruh perbedaan jenis membran ultrafiltrasi dan membran reverse osmosis dalam pengolahan air asam tambang terhadap TDS.2) Mengetahui pengaruh perbedaan jenis membran ultrafiltrasi dan membran reverse osmosis dalam pengolahan air asam tambang terhadap pH.3) Mengetahui pengaruh perbedaan jenis membran ultrafiltrasi dan membran reverse osmosis dalam pengolahan air asam tambang terhadap TSS.1.4. ManfaatHasil penelitian ini dapat dimanfaatkan untuk menggunakan teknologi membran ultrafiltrasi dan reverse osmosis pada skala pilot plant dalam pengolahan air asam tambang dan pengembangannya dalam skala industri.1.5. Ruang LingkupPenelitian ini dilakukan menggunakan air asam tambang yang berasal dari PT. Bukit Asam dengan teknologi membran ultrafiltrasi dan reverse osmosis.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA2.1.Air Asam TambangAir Asam Tambang (AAT) atau disebut juga Acid Mine Drainage (AMD), yang disebut juga Acid Rock Drainage (ARD) terjadi sebagai akibat proses fisika dan kimia yang cukup kompleks yang melibatkan beberapa faktor dalam kegiatan pertambangan. Kegiatan pertambangan ini dapat berupa tambang terbuka maupun tambang dalam (bawah tanah). Umumnya keadaan ini terjadi karena sulfur yang terjadi dalam batuan teroksidasi secara alamiah (pada proses pembukaan tambang). Selanjutnya dengan kondisi kelembaban lingkungan yang cukup tinggi akan menyebabkan oksida sulfur tersebut berubah menjadi asam.Kualitas air digunakan sebagai pembanding dalam usaha pemantauan ketika tambang sedang berjalan. Pengukuran kualitas air dapat ditentukan dari beberapa faktor yaitu :1) TemperaturTemperatur yang terukur adalah suhu yang dianggap normal pada daerah tersebut.2) Derajat keasaman (pH)Nilai pH menunjukkan derajat keasaman dalam air dinyatakan sebagai logaritma konsentrasi ion H+. Larutan bersifat asam bila nilai pH kurang dari 7 dan larutan bersifat basa bila nilai pH lebih dari 7.3) Kekeruhan dan padatan terlarutKekeruhan, muatan padat tersuspensi dan residu terlarut merupakan sifat fisik air yang saling berkait. Semakin tinggi muatan padat tersuspensi maka semakin tinggi nilai residu terlarut dan kekeruhan air.4) Daya hantar listrik (DHL) atau electroconductivityDaya hantar listrik menggambarkan jumlah ion-ion yang terlarut dalam air.5) Oksigen terlarut merupakan O2 bebas yang terdapat dalam perairan dan secara kimia tidak bereaksi dengan air serta berperan dalam proses penguraian bahan organik secara biologis.6) LogamKandungan logam-logam dapat mempengaruhi kehidupan biota air terutama logam berat yang dapat meracuni manusia. Sumber-sumber air asam tambang ini antara lain berasal dari kegiatan-kegiatan sebagai berikut :1) Air dari lokasi penambanganLapisan batuan akan terbuka sebagai akibat dari terkupasnya lapisan tanah penutup, sehingga sulfur yang terdapat dalam batubara akan mudah teroksidasi dan bila bereaksi dengan air akan membentuk air asam tambang.2) Air dari lokasi penimbunanTimbunan batubara dapat menghasilkan air asam tambang karena adanya kontak langsung dengan udara bebas yang selanjutnya terjadi pelarutan akibat adanya air. Masalah ini berkaitan erat dengan proses pembentukan batubara dimana pembentukan batubara terdapat sulfur dan mineral pengotor yang berupa mineral sulfida (pyrit). Air lokasi penimbunan ini merupakan sumber air utama air asam tambang.2.2.Proses Terjadinya Air Asam TambangPrinsip terjadinya air asam tambang adalah adanya reaksi pembentukan H+ yang merupakan ion pembentuk asam akibat oksidasi mineral-mineral sulfida dan bereaksi dengan air (H2O). Kemudian oksidasi dari Fe2+, hidrolisis Fe3+ dan pengendapan logam hidroksida. Prinsip tersebut bila dilihat secara kimia, sedangkan secara biologi terjadi air asam tambang akibat adanya bakteri-bakteri tertentu yang sanggup untuk mempercepat proses (katalisator) dari oksida mineral-mineral sulfida dan oksidasi-oksidasi besi. Berikut reaksi pembentukan air asam tambang secara kimia dan secara biologi :1) Secara kimiaOksidasi mineral-mineral sulfida (dalam bentuk pyrit) yang menyebabkan keasaman dari air asam tambang dapat digambarkan dengan tiga reaksi :a. FeS2 + 7/2 O2 + H2O Fe2+ + 2 SO42- + 2 H+b. Fe2+ + O2 + H+ Fe3+ + H2O c. Fe3+ + 3 H2O Fe(OH)3 + 3 H+ +d. FeS2 + 15/4 O2 + 7/2 H2O 2 H2SO4 + Fe(OH)3 Persamaan a. menunjukkan oksidasi dari kristal pyrit oleh oksigen, persamaan b. menunjukkan oksidasi dari ferrous iron (Fe2+) menjadi Ferric iron dan persamaan c. menunjukkan hidrolisis ferric iron dan pengendapannya menjadi besi hidroksida Fe(OH)3. Bila ketiga persamaan tersebut dijumlah akan memberikan hubungan stokiometri secara menyeluruh2) Secara biologiKondisi keasaman dari pelapukan ion-ion hidrogen selama oksidasi dapat pula disebabkan karena adanya aktivitas biologi oleh bakteri-bakteri. Bakteri tersebut mampu untuk mempercepat proses oksidasi dari mineral-mineral sulfida dan oksidasi besi serta mendapat energi hasil pelepasan energi dari proses oksidasi. Bakteri ini termasuk dalam subgroup strick aerobes, genus trobhasillus, species thiobasillus, ferroxidans (kadang-kadang dijumpai Ferrobacillus ferroxidans). Persamaan reaksi terbentuknya air asam tambang berdasarkan aktivitas biologi sebagai berikut :FeS2 + H2O + 7/2 O2 Fe2+ + 2 SO42-Fe2+ + O2 + 5/2 H2O T.Ferroxidans Fe(OH)3 + 2 H+ +FeS2 + 7/2 H2O + 15/4 O2 Fe(OH)3 + 2 H2SO4Dari reaksi kimia dan biologi di atas dapat dilihat bagaimana terbentuk asam sulfat (H2SO4) yang merupakan asam kuat, dengan adanya kadar asam sulfat ini menyebabkan air yang mengalir pada daerah yang terjadi proses kimia dan biologi tersebut akan bersifat asam, inilah yang disebut air asam tambang. Air asam tambang ini dapat dikenal dari warna jingga atau merah dari endapan besi hidroksida di dasar aliran atau bau belerang, tetapi ini tidak selalu terjadi karena ada air asam tambang yang warnanya agak jernih.2.3.Dampak Air Asam Tambang2.3.1Dampak Terhadap LingkunganAkibat dari kegiatan pemboran, pengolahan batuan penutup dan kegiatan penambangan yang lainnya serta pengolahan batubara yang dapat menyebabkan senyawa pyrit yang ada dalam mineral terbentuk dengan oksigen dan bereaksi dengan air tanah atau air hujan. Air asam tambang ini dicirikan dengan rendahnya pH dan tingginya senyawa logam tertentu seperti besi, alumunium, mangan. pyrite (FeS2) merupakan senyawa yang umum dijumpai di lokasi pertambangan. Selain pyrite masih ada berbagai jenis sulfida logam yang mempunyai potensi membentuk air asam tambang seperti : marcasite, pyrrhotite, chalcocite, covellite dan lain-lain.Bila air yang bersifat asam ini melewati daerah batuan karang atau kapur akan melarutkan senyawa Ca dan Mg dari batuan tersebut. Selanjutnya senyawa Ca dan Mg yang larut terbawa air akan memberi efek terjadinya air sadah, yang tidak bisa digunakan untuk mencuci karena sabun tidak bisa berbuih. Bila dipaksakan akan memboroskan sabun, karena sabun tidak akan berbuih sebelum semua ion Ca dan Mg mengendap. Limbah pertambangan yang bersifat asam bisa menyebabkan korosi dan melarutkan logam-logam sehingga air yang dicemari bersifat racun dan dapat memusnahkan kehidupan akuatik.Beberapa dampak dari air asam tambang, yaitu :1) Timbulnya H2SO4 yang dapat menimbulkan peningkatan derajat keasaman pada air buangan tambang, disamping itu juga dapat terjadi peningkatan Fe dan total metal.2) Peningkatan konsentrasi TSS (Total Suspended Solid) akibat tingginya air limpasan yang membawa tanah tererosi akibat pembukaan lahan tambang yang dapat menganggu penetrasi matahari dalam sungai yang membawa dampak lanjutan berupa gangguan proses fotosintetis biota perairan. Proses fotosintetis oleh komunitas phytoplankton juga akan terganggu, akibat penetrasi cahaya terhambat oleh partikel tersuspensi.3) Akibat partikel yang mengendap akan menutupi lapisan dasar perairan sehingga menggangu proses respirasi biota dasar.4) Penurunan kualitas air permukaan sekaligus penurunan kualitas sanitasi lingkungan dimana tahap selanjutnya derajat kesehatan penduduk yang memanfaatkan sumber daya air sungai akan terganggu.5) Kebutuhan sehari-hari akan menurun dan akan berpotensi terjadi penyakit perut dan, juga akan menimbulkan persepsi yang buruk dari masyarakat terhadap proyek tersebut.2.3.2Dampak terhadap air tanahBatubara mengandung berbagai mineral dan unsur anorganik yang berbentuk ion terlarut dalam air rembesan dan keberadaannya melimpah pada endapan batu bara muda. Pencemaran tambang batubara terhadap tanah bersifat tidak langsung. Perombakan mineral dan bahan anorganik serta racun akan menimbulkan pencemaran air. Dampak penambangan batubara lainnya berupa terjadinya pemadatan tanah oleh alat-alat pertambangan dan erosi akibat pembukaan lahan.Talaoho et al. (1996) menyatakan bahwa daerah deposit batubara pada umumnya terdapat di bawah tanah merah yaitu diantaranya tanah podsolik dengan vegetasi hutan belukar, alang-alang dan tanaman bekas perladangan. Pada vegetasi hutan atau belukar, tanah mempunyai kesuburan yang memadai. Kesuburan alami akan menurun cepat apabila vegetasi tersebut dibuka bersamaan dengan hilangnya bahan organik dan rusaknya daya sangga tanah. Tanpa pengelolaan yang baik maka sebagian besar tanah bekas tambang batubara akan menjadi kritis. Lamanya waktu kondisi tanah membaik setelah penambangan, berhubungan erat dengan perubahan sifat-sifat fisik dan kimia tanah pasca tambang. Tanah di daerah penambangan batubara Unit Produksi Ombilin Sawahlunto, menjadi rusak berat akibat eksploitasi batubara.Cebakan mineral sulfida berupa ikatan unsur belerang dengan logam, di alam dapat menjadi sumber daya logam, yang dalam jumlah besar dapat berpotensi ekonomi untuk diusahakan. Selain menyusun tubuh bijih logam, mineral sulfida dijumpai sebagai bagian dari penyusun endapan batubara.Mineral sulfida dapat terbentuk sebagai hasil aktifitas hidrotermal maupun sebagai hasil proses sedimentasi. Mineral sulfida sering dijumpai berupa pirit, kalkopirit, spalerit dan galena. Dari karakteristiknya mineral sulfida dapat dimanfaatkan sebagai bahan industri metalurgi maupun kimia, namun di alam potensial juga sebagai penghasil air asam yang dapat menurunkan kualitas lingkungan.Air asam dapat terbentuk secara alami, sebagai akibat teroksidasi dan terlarutkannya sulfida ke dalam sistem aliran air permukaan dan air tanah menyebabkan turunnya pH air. Kegiatan penambangan, dengan membongkar endapan sulfida, berpotensi memperbesar dan mempercepat proses pembentukan air asam. Pembentukan air asam akibat kegiatan penambangan atau sering disebut dengan air asam tambang perlu dicegah. Air asam tambang yang tidak dapat terhindarkan terbentuk di wilayah tambang, harus dinetralkan agar tidak berdampak buruk terhadap lingkungan sekitarnya.Mineral sulfida dapat dijumpai pada tiga jenis utama batuan, yaitu pada batuan beku, sedimen maupun malihan. Namun kandungan potensial biasanya terdapat pada cebakan yang terbentuk dari hasil aktifitas hidrotermal. Aktifitas hidrotermal menghasilkan batuan teralterasi dan termineralisasi mengandung mineral sulfida dalam beberapa jenis dengan asosiasi tertentu, tergantung pada tipe mineralisasi dan alterasinya. Kandungan mineral sulfida pada tubuh endapan hasil aktifitas hidrotermal dapat beberapa persen saja atau berupa endapan sulfida masif, yaitu hampir seluruhnya terdiri dari mineral sulfida.Mineral sulfida pada endapan sedimen terbentuk terutama pada lingkungan pembentukan batubara. Sulfida yang terbentuk tidak mempunyai potensi ekonomi, akan tetapi potensial sebagai pembentuk air asam tambang. Pada endapan batubara selain sulfur yang berasal dari mineral sulfida, terdapat juga sulfur dari sulfat dan sulfur organik.Pada daerah terdapatnya cebakan bijih sulfida dan batubara, tidak selalu potensial terhadap pembentukan air asam. Hal ini sangat tergantung pada kondisi geologi dan tipe mineralisasinya. Kondisi geologi dan tipe mineralisasi/alterasi tertentu dapat secara alami menetralkan asam yang terbentuk, yaitu apabila pada lingkungan geologinya atau alterasi dan mineralisasinya menghasilkan mineral-mineral penetral.Mineralisasi tipe skarn dan Carlin terbentuk pada litologi mengandung karbonat. Kandungan karbonat berpotensi menetralisir asam yang terbentuk. Demikian juga pada beberapa tipe mineralisasi, meskipun kemampuan menetralkan dari masing-masing jenis mineral tersebut tidak sama.Permasalahan mineral sulfida terjadi apabila terpapar pada udara bebas akan teroksidasi, terlarutkan oleh air permukaan atau air tanah membentuk air asam. Air asam akan melarutkan logam yang terlewati sehingga menghasilkan bahan beracun berbahaya yang berpotensi mencemari lingkungan, terutama air permukaan dan air tanah. Aliran air asam apabila memasuki badan air akan menyebabkan turunnya pH, sehingga menjadi lingkungan yang tidak layak untuk dihuni oleh ikan dan sejenisnya. Sedangkan apabila mengenai tumbuhan akan menyebabkan mati atau tumbuh kerdil. Mineral sulfida pembentuk asam yaitu antara lain pirit (FeS2), markasit (FeS2), pikolit (FexSx), kalkosit (CuS), kovelit (CuS), kalkopirit (CuFeS2), molibdenit (MoS), mulenit (NiS), galena (PbS) dan sfalerit (ZnS). Dari semua mineral tersebut, pirit merupakan sulfida paling dominan dalam pembentukan asam. Proses pembentukan asam dapat dijelaskan dengan persamaan kimia sebagai berikut : 1) FeS2 + 7/2O2 + H2O Fe2+ + 2SO42- + 2H+2) Fe2+ + 1/4O2 + H+ Fe3+ + 1/2H2O 3) Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+4) FeS2 + 1/4Fe3+ + H2O 15Fe2+ + 2SO42- + 16H+Pada reaksi 1), pirit teroksidasi membentuk asam (2H+), sulfat dan besi ferrous (Fe2+). Reaksi 2), besi ferrous akan teroksidasi membentuk besi ferri (Fe3+) dan air pada suasana asam. Reaksi 3) besi ferri (Fe3+) dihidroksida membentuk hidroksida besi dan asam. Pada reaksi 4), hasil reaksi 2) akan bereaksi dengan pirit yang ada, dimana besi ferri bertindak sebagai katalis sehingga terbentuk besi ferrous, sulfat dan asam. Pembentukan asam tersebut dapat dipercepat dengan kehadiran bakteri Thiobacillus feroxidans yang dapat berperan pada tahapan reaksi ke 2) memicu pembentukan (Fe3+) sehingga mempercepat pembentukan asam selanjutnya.2.3.3Mekanisme Pencemaran Air Tanah oleh Air Asam Tambang.Hidrogeologi adalah suatu studi interaksi antara kerja kerangka batuan dan airtanah yang dalam prosesnya menyangkut aspek-aspek kimia dan fisika yang terjadi di dekat atau di bawah permukaan bumi. Berbicara hidrogeologi tidak akan lepas dari daur hidrologi sebagai berikut; evaporasi dari tanah atau air laut dan transpirasi dari tumbuh-tumbuhan kondensasi dalam awan presipitasi dalam bentuk hujan infiltrasi dan perkolasi ke dalam tanah atau menjadi air limpasan (sungai dan danau) kembali evapotranspirasi. Iskandarsyah, T. 2008 Di daerah pedataran dan kaki pegunungan yang memiliki vegetasi sangat lebat hujan akan meresap (infiltrasi) dengan baik ke dalam tanah, sedangkan di daerah lereng pegunungan yang cukup terjal hujan akan lebih cepat melimpas ke dalam saluran-saluran sungai daripada berinfiltrasi ke dalam tanah (kecepatan runoff atau kecepatan infiltrasi. Iskandarsyah, T. 2008Air yang meresap ke dalam tanah akan membentuk suatu sistem aliran air bawah permukaan (airtanah), yang akan berbeda pada masing-masing daerah, tergantung dari litologi dan bentang alamnya. Litologi atau lapisan batuan yang mengandung airtanah disebut lapisan akifer. Berdasarkan sifat fisik dan kedudukannya dalam kerak bumi, akifer dapat dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu: 1) Akifer bebas, yaitu akifer tak tertekan (unconfined aquifer) dan merupakan airtanah dangkal (umumnya < 20 m)2) Akifer setengah tertekan, disebut juga akifer bocor (leaky aquifer), merupakan akifer yang ditutupi oleh lapisan akitard (lapisan setengah kedap) di bagian atasnya, dapat dijumpai pada daerah volkanik (daerah batuan tuf). 3) Akifer tertekan (confined aquifer), yaitu akifer yang terletak di antara lapisan kedap air (akiklud), umumnya merupakan airtanah dalam (umumnya > 40 m) dan terletak di bawah akifer bebas. Airtanah dalam adalah airtanah yang kualitas dan kuantitasnya lebih baik daripada airtanah dangkal, oleh karenanya umum dipergunakan oleh kalangan industri termasuk di dalamnya kawasan pertambangan (Iskandarsyah, T. 2008).Tanah adalah lapisan penutup permukaan bumi yang tidak terkonsolidasi, terdiri dari mineral dan bahan organik yang terbentuk akibat pelapukan batuan penyusun kerak bumi. Tanah tersebut dapat terbentuk dari batuan yang berada di bawahnya (residual soil) atau berasal dari batuan yang tererosi dari tempat lain (transported soil). Tanah residu dapat terdiri dari lapisan-lapisan yang disebut horison, mulai dari horison O (top-soil, didominasi oleh bahan organik), horison A (sub-soil, prosentase mineral lebih besar daripada bahan organik), horison B (didominasi oleh mineral yang menyusun partikel-partikel batuan yang sangat halus), dan horison C (bedrock, lapisan batuan yang belum teralterasi penuh). Air tanah mengalir dari daerah yang lebih tinggi (daerah tangkapan) ke daerah yang lebih rendah (daerah buangan) menuju laut. Daerah tangkapan didefinisikan sebagai bagian dari suatu daerah aliran (catchment area) dimana aliran airtanah jenuh menjauhi permukaan tanah, sedangkan daerah buangan didefinisikan sebagai bagian dari catchment area dimana aliran airtanah menuju permukaan tanah. Kedudukan muka airtanah (pada akifer bebas) maupun muka pisometrik (pada akifer tertekan) merupakan hal yang penting untuk diketahui, karena mencerminkan kesetimbangan hidrodinamika airtanah di suatu daerah. Pengukuran kedudukan air tanah dapat dilakukan pada sumur gali penduduk atau pada sumur bor dalam waktu yang relatif sama dan dibedakan antara muka airtanah bebas dengan muka airtanah tertekan, sehingga hasil pengukuran hanya menggambarkan kondisi airtanah pada suatu waktu tertentu. Hasil pengukuran ini dituangkan menjadi suatu peta yang menggambarkan bentuk morfologi permukaan airtanah beserta arah alirannya (termasuk di dalamnya aliran permukaan), berdasarkan peta tersebut dapat dihitung gradien hidrolika (kemiringan muka airtanah) daerah bersangkutan. Namun demikian, kadang-kadang arah aliran airtanah pada daerah pertambangan agak sulit untuk ditentukan, seperti misalnya daerah satuan batugamping yang memiliki sistem rekahan yang cukup kompleks. Iskandarsyah, T. 2008Seperti yang telah disebutkan diatas, air tanah sendiri utamanya bersumber dari air hujan yang meresap (berinfiltrasi) ke bawah melewati ruang pori diantara butiran tanah. Jadi mekanisme air asam tambang sendiri karena bentuk dasarnya adalah cairan maka utamanya pencemaran air tanah tidak lepas dari siklus hidrologi yaitu seperti dijelaskan diatas melibatkan diantaranya adanya presipitasi (hujan) dan infiltrasi. Proses pencemaran airtanah di kawasan pertambangan dimulai dengan menyerapnya air dari presipitasi yang jatuh di atas landfill (timbunan overburden), bercampur dengan cairan yang telah terdapat dan terbentuk sebelumnya, membentuk suatu larutan yang disebut air asam tambang. Air asam tambang ini kemudian bergerak ke bawah menuju muka airtanah. Tanah dengan kandungan mineral lempungnya yang cukup besar dapat bertindak sebagai filter bagi terjadinya pencemaran airtanah. Namun karena keberadaan lempung pada tanah berbeda-beda, maka pada beberapa tempat dan situasi kemampuan tanah untuk memfilter akan berbeda sehingga tingkat pencemaran air tanahnya juga berbeda.2.4.Penanganan Air Asam TambangPengolahan air asam harus dilakukan sebelum air tersebut dibuang ke badanair, sehingga nantinya tidak mencemari perairan di sekitar lokasi tambang. Pengolahan air asam dapat dilakukan dengan cara penetralan. Penetralan air asamdapat menggunakan bahan kimia diantaranya seperti Limestone (Calcium Carbonate),Hydrate Lime (Calcium Hydroxide), Caustic Soda (Sodium Hydroxide), Soda AshBriquettes (Sodium Carbonate), Anhydrous Ammoni.1) Limestone (Calcium Carbonat)Limestone atau biasa dikenal dengan batu gamping telah digunakan selama berpuluh-puluh tahun untuk menaikkan pH dan mengendapkan logam di dalam airasam. Penggunaan limestone merupakan penanganan yang termurah, teraman dantermudah dari semua bahan-bahan kimia. Kekurangan dari limestone ini ialahmempunyai keterbatasan karena kelarutan yang rendah dan limestone terlapisi.2) Hydrate Lime (Calcium Hydroxide)Hydrated lime adalah suatu bahan kimia yang sangat umum digunakan untuk menetralkan air asam. Hydrated lime sangat efektif dari segi biaya dalam yang sangat besar dan keadaan acidity yang tinggi. Bubuk hydrated lime adalah hydrophobic, begitu lama pencampuran diperlukan untuk membuat hydrated lime dapat larut dalam air. Hydrated lime mempunyai batasan keefektifan dalam beberapa tempat dimana suatu pH yang sangat tinggi diperlukan untuk mengubah logam seperti mangan.3) Caustic Soda (Sodium Hydroxide)Caustic Soda merupakan bahan kimia yang biasa digunakan dan sering dicoba lebih jauh (tidak mempunyai sifat kelistrikan), kondisi aliran yang rendah. Caustic menaikkan pH air dengan sangat cepat, sangat mudah larut dan digunakan dimana kandungan mangan merupakan suatu masalah. Penggunaannya sangat sederhana, yaitu dengan cara meneteskan cairan caustic ke dalam air asam, karena kelarutannya akan menyebar di dalam air. Kekurangan utama dari penggunaan cairan caustic untuk penanganan air asam ialah biaya yang tinggi dan bahaya dalam penanganannya. Penggunaan caustic padat lebih murah dan lebih mudah dari pada caustic cair.4) Soda Ash Briquettes (Sodium Carbonate)Sodium Carbonate biasanya digunakan dalam debit kecil dengan kandungan besi yang rendah. Pemilihan soda ash untuk penanganan air asam biasanya berdasar pemakaian sebuah kotak atau tong dengan air masuk dan buangan.5) Anhydrous AmmoniaAnhydrous Ammonia digunakan dalam beberapa cara untuk menetralkan acidity dan untuk mengendapkan logam-logam di dalam air asam. Ammonia diinjeksikan ke dalam kolam atau kedalam inlet seperti uap air, kelarutan tinggi, rekasi sangat cepat dan dapat menaikkan pH. Ammonia memerlukan asam (H+)dan juga membentuk ion hydroxyl (OH-) yang dapat bereaksi dengan logam-logam membentuk endapan. Injeksi ammonia sebaiknya dekat dengan dasar kolam atau air inlet, karena ammonia lebih ringan dari pada air dan naik kepermukaan. Ammonia efektif untuk membersihkan mangan yang terjadi pada pH 9,5.6) Penggunaan Tawas Sebagai Bahan KoagulanAir asam dalam kegiatan penambangan juga bisa dipastikan akan memiliki kekeruhan yang sangat tinggi, oleh karena itu untuk menurunkan kekeruhannya dapat menggunakan bahan kimia seperti alum atau lebih dikenal dengan tawas atau rumus kimianya (Al2SO4)3. Tawas merupakan bahan koagulan yang paling banyak digunakan karena bahan ini paling ekonomis, mudah diperoleh dipasaran serta mudah penyimpanannya. Jumlah pemakaian tawas tergantung kepada turbidity (kekeruhan) air. Semakin tinggi turbidity air maka semakin besar jumlah tawas yang dibutuhkan. Makin banyak dosis tawas yang ditambahkan maka pH akan semakin turun, karena dihasilkan asam sulfat sehingga perlu dicari dosis tawas yang efektif antara pH 5,8 -7,4. Apabila alkalinitas alami dari air tidak seimbang dengan dosis tawas perlu ditambahkan alkalinitas.2.5.Membran Membran ialah sebuah penghalang selektif antara dua fasa. Membran memiliki ketebalan yang berbeda-beda, ada yang tebal dan ada juga yang tipis serta ada yang homogen dan ada juga ada heterogen. Ditinjau dari bahannya membran terdiri dari bahan alami dan bahan sintetis. Bahan alami adalah bahan yang berasal dari alam misalnya pulp dan kapas, sedangkan bahan sintetis dibuat dari bahan kimia, misalnya polimer. Membran berfungsi memisahkan material berdasarkan ukuran dan bentuk molekul, menahan komponen dari umpan yang mempunyai ukuran lebih besar dari pori-pori membran dan melewatkan komponen yang mempunyai ukuran yang lebih kecil. Larutan yang mengandung komponen yang tertahan disebut konsentrat dan larutan yang mengalir disebut permeat. Filtrasi dengan menggunakan membran selain berfungsi sebagai sarana pemisahan juga berfungsi sebagai sarana pemekatan danpemurniandarisuatu larutan yang dilewatkan pada membran tersebut.Beberapa keunggulan teknologi membran:1) Pemisahan dapat dilakukan secara continue2) Konsumsi energi umumnya relatif rendah3) Proses membran dapat dengan mudah digabungkan dengan proses pemisahan lainnya (hybrid processing)4) Pemisahan dapat dilakukan dengan kondisi operasi yang dapat diatur5) Mudah dalam scale up6) Tidak memerlukan bahan tambahan7) Pemakaiannya mudah diadaptasikan karena material penyusun membran yang bervariasiKekurangan teknologi ini antara lain adalah fluks dan selektivitas, karena pada proses pemisahan menggunakan membran umumnya fenomena yang terjadi adalah fluks berbanding terbalik dengan selektivitas. Semakin tinggi fluks sering kali berakibat menurunnya selektivitas, dan sebaliknya. Sedangkan yang diinginkan dalam proses pemisahan berbasis membran adalah mempertinggi fluks dan selektivitas.Faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja membran antara lain:1) Ukuran molekul2) Bentuk molekul3) Bahan membran4) Karakteristik larutan5) Parameter operasional (tekanan, suhu, konsentrasi, pH, ion strength, polarisasi)Teknologi membran dalam pengolahan air dan limbah merupakan proses pemisahan secara fisika yang memisahkan komponen yang lebih besar dari yang lebih kecil. Berbagai jenis proses membran dikategorikan berdasarkan driving force, jenis dan konfigurasi membran dan kemampuan penyisihannya. Proses membran dipergunakan dalam sistem pengolahan air minum dan air buangan seperti dalam proses desalinasi, pelunakan, penyisihan bahan organik, penyisihan warna, partikel dan lain-lain. Proses membran telah ada sejak 25 tahun yang lalu dan saat ini proses tersebut telah mengalami perkembangan yang pesat.Proses membran dapat diklasifikasikan berdasarkan driving force untuk menyokong proses pengolahan air. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penggunaan teknologi membrane adalah:1) Tekanan2) Daya listrik3) Suhu4) Gradien konsentrasi5) Kombinasi lebih dari satu driving forceProses membran dengan menggunakan tekanan dan tenaga listrik hanya tersedia secara komersial dan telah umum dipergunakan untuk proses pengolahan air minum dan buangan.Proses membran yang paling umum adalah proses yang dijalankan dengan tekanan, dimana tekanan di dalam dan di luar membran berbeda. Berdasarkan ukuran pori membrane, membran dapat dibagi menjadi empat tipe:1) Reverse osmosis (RO)2) Nanofiltration (NF)3) Ultrafiltration (UF)4) Microfiltration (MF)2.6.Membran UltrafiltrasiUltrafiltasi merupakan teknologi pemisahan menggunakan membran untuk memisahkan berbagai zat terlarut dengan berat molekul tinggi, bermacam koloid, mikroba sampai padatan tersuspensi dalam suatu larutan. Metode ini menggunakan membran semi permeabel untuk memisahkan makromolekul dari larutannya. Ukuran dan bentuk molekul merupakan faktor penting dalam proses ultrafiltrasi.Cara kerja proses ultrafiltrasi mirip dengan proses revesrse osmosis, yaitu pemisahan partikel berdasarkan ukurannya dengan menggunakan tekanan pada membran berpori. Ukuran pori membran ultrafiltrasi lebih besar yaitu berdiameter sekitar 0.1 sampai 1 m. Yang membedakan dengan reverse-osmosis adalah jenis membran dan lebih kecilnya tekanan yang digunakan dalam pengoperasian. Membran ultrafiltrasi dibuat dengan mencetak polimer selulosa asetat sebagai lembaran tipis. Fluks maksimum dapat dicapai bila membrannya anisotropic, dimana terdapat kulit tipis rapat dan pengemban berpori. Membran selulossa asetat mempunyai sifat pemisahan yang bagus, namun sayangnya dapat rusak oleh bakteri dan zat kimia serta rentan terhadap pH. Selain selulosa asetat ada juga membran yang terbuat dari polimer polisulfon, akrilik, polikarbonat, PVC, poliamidda, poliviniliden fluoride, kopolimer AN-VC, poliasetal, poliakrilat, kompleks polielektrolit, PVA ikat silang, keramik, aluminium oksida, zirkonium oksida, dan sebagainya. Kecepatan hasil permeate (permeation flow) berkisar sekitar 1.0 sampai 10 m3/m2.jam.Dalam teknologi pemurnian air, membran ultrafiltrasi dengan berat molekul membran (MWC) 1.000 20.000lazim untuk penghilangan pirogen, sedangkan membran dengan MWC 80.000 100.000 untuk penghilangan koloid. Tekanan dalam ultrafiltrasi biasanya rendah, sekitar 10-100 psi (70-700 kPa), sehingga operasinya dapat menggunakan pompa sentrifugal biasa.Pada suatu saat proses ultrafiltrasipun akan menunjukan penurunan unjuk kerja. Hal ini disebabkan adanya kotoran yang menyumbat pori-pori. Pembersihan membran dilakukan dengan memasukan bahan pembersih yang terbuat dari larutan caustic soda, sodium hypochlorite,asam belerang atau survace activator lainnya. Ciptakan aliran yang olakannya kuat agar lebih memudahkan lepasnya kotoran yang menempel pada permukaan dan pori-pori. Atau bisa juga dengan dicelupkan kedalam larutan pembersih dan terakhir disemprot dengan tekanan cukup tinggi untuk mengusir kotorannya.Pada saat ini ultrafiltrasi lebih banyak dipakai di berbagai macam bidang karena mudah digunakan sebagai mikrofiltrasi dan tidak sesensitif reverse osmosis. Pemanfaataanya mencakup pengolahan air limbah di industri pulp dan kertas, air limbah domestik, macam-macam air limbah gedung-gedung, filtrasi MLSS di aeration tank proses biologi dan diaplikasi lainnya..2.7.Membran Reverse OsmosisPrinsip kerja proses ini merupakan kebalikan dari proses osmosis biasa. Pada proses osmosis biasa terjadi perpindahan dengan sendirinya dari cairan yang murni atau cairan yang encer ke cairan yang pekat melalui membran semi-permeabel. Adanya perpindahan cairan murni atau encer ke cairan yang pekat pada membran semi-permeabelmenandakan adanya perbedaan tekanan yang disebut tekanan osmosis.Fenomena tersebut membuat para ahli berpipir terbalik, bagaimana caranya agar dapat memisahkan cairan murni dari komponen lainnya yang membuat cairan tersebut bersifat pekat. Dengan penambahan tekanan pada larutan yang pekat, ternyata cairan murni dapat melalui membran semi-permeabelyang nerupakan kebalikan dari proses osmosis. Atas dasar tersebut teknologi ini disebut reverse osmosis (osmosis terbalik).Kriteria unjuk kerja membran bisa dilihat dari derajat impermeabilitas, yaitu seberapa baik membran menolak aliran dari larutan pekat dan dari derajat permeabilitasnya, yaitu berapa mudahnya material murni melalui aliran menembus membran. Membran selulosa asetat merupakan bahan membran yang baik dari segi impermeabilitas dan permeabilitasnya. Bahan membran lainnya yaitu etyl-cellulose, polyvinyl alcohol, methyl polymetharcylate dan sebagainya.Beberapa sistem reverse osmosis yang sering dipergunakan, yaitu:1) Tubular, dibuat dari keramik, karbon atau beberapa jenis plastik berpori. Bentuk tubular ini mempunyai diameter bagian dalam (inside diameter) yang bervariasi antara 1/8 (3,2mm) sampai dengan sekitar 1 (25,4mm).2) Hollowfibre3) Spiral wound4) Plate and framePada proses pemisahan menggunakan RO, membran akan mengalami perubahan karena memampat dan menyumbat (fouling). Pemampatan atau fluks merosot itu serupa dengan perayapan plastik/logam ketika terkena beban tegangan kompresi. Makin besar tekanan dan suhu biasanya membran makin mampat dan menjadi tidak reversible. Normalnya membran bekerja pada suhu 21-35 derajat Celcius. Fouling membran dapat diakibatkan oleh zat-zat dalam air baku seperti kerak, pengendapan koloid, oksida logam, bahan organik dan silika. Oleh sebab itucairan yang masuk ke proses reverse osmosis harus terbebas dari partikel-partikel besar agar tidak merusak membran. Pada prakteknya, cairan sebelum masuk ke proses reverse osmosis dilakukan serangkaian pengolahan terlebih dahulu, biasanya dilakukan pretreatment dengan koagulasi dan flokulasi yang dilanjutkan dengan adsorbsi karbon aktif dan mikrofiltrasi.Pada suatu saat membran akan mengalami kotor, akibat dari adanya material-material yang tidak bisa lewat. Hal ini yang menyebabkan tersumbatnya membran. Kotoran yang terbentuk gumpalan kotoran, kerak atau hasil proses hidrolisa. Untuk mengembalikan kekondisi semula dilakukan pembersihan dengan menggunakan larutan pembersih yang khusus. Bahan ini bisa melarutkan kotoran tetapi tidak merusak membran yang biasanya terbuat dari enzim. Proses pencucian dilakukan dengan meresirkulasi larutan pencuci ke membran selama kurang lebih 45 menit.Keuntungan metode RO berdasarkan kajian ekonomi antara lain:1) Untuk umpan dengan padatan terlarut total di bawah 400 ppm, RO merupakan perlakuan yang murah.2) Untuk umpan dengan padatan terlarut total di atas 400 ppm, dengan perlakuan awal penurunan padatan terlarut total sebanyak 10% dari semula, RO lebih menguntungkan dari proses deionisasi.3) Untuk umpan dengan konsentrasi padatan terlarut total berapapun, disertai dengan kandungan organik lebih dari 15 g/l, RO sangat baik untuk praperlakuan proses deionisasi.4) RO sedikit berhubungan dengan bahan kimia sehingga lebih praktis.2.8.Cara Kerja Membran Reverse OsmosisSebuah membran semi-permeabel, seperti halnya membran yang tersusun dari dinding-dinding sel atau seperti susunan sel pada kantung kemih, bersifat selektif terhadap benda-benda yang akan melaluinya. Umumnya membran ini sangat mudah untuk dilalui oleh air karena ukuran molekulnya yang kecil tapi juga mencegah kontaminan-kontaminan lain yang mencoba melaluinya. Sebagai percobaan, air diisikan di kedua sisi membran, dimana air di salah satu sisinya memiliki perbedaan konsentrasi mineral-mineral terlarut, karena air memiliki sifat berpindah dari larutan berkonsentrasi rendah menjuju larutan berkonsentrasi lebih tinggi, maka air akan berpindah (berdifusi) melalui membran dari sisi konsentrasi rendah ke sisi konsentrasi yang lebih tinggi. Sehingga, tekanan osmotik akan melawan proses difusi, dan akan terbentuk kesetimbangan.

Gambar 1. Skema proses osmosisProses reverse osmosis menggerakkan air dari konsentrasi kontaminan yang tinggi (sebagai air baku) menuju penampungan air yang memiliki konsentrasi kontaminan sangat rendah. Dengan menggunakan air bertekanan tinggi di sisi air baku, sehingga dapat menciptakan proses yang berlawanan (reverse) dari proses alamiah osmosis. Dengan tetap menggunakan membran semi-permeable maka hanya akan mengijinkan molekul air yang melaluinya dan membuang bermacam-macam kontaminan yang terlarut. Proses spesifik yang terjadi dinamakan ion eksklusi, dimana sejumlah ion pada permukaan membran sebagai sebuah pembatas mengijinkan molekul-molekul air untuk melaluinya seiring melepas substansi-substansi lain.

Gambar 2. Skema proses reverse osmosisMembran semi-permeabel di awal-awal percobaan osmosis berasal dari kantung kemih babi. Sebelum tahun 1960, membran-membran jenis ini dinilai sangat tidak efisien, mahal, dan tidak handal untuk penggunaan aplikasi osmosis diluar laboratorium. Bahan-bahan sintetik modern, mampu memecahkan masalah ini, membuat membran menjadi lebih efektif dalam menghilangkan kontaminan, dan membuatnya lebih kuat untuk menahan tekanan air yang lebih besar sebagai efisiensi pengoperasian.Walaupun dengan kemampuannya untuk memurnikan air baku, sebuah sistem reverse osmosis harus secara berkala dibersihkan untuk mencegah terbentuknya kerak di permukaan membran. Sistem reverse osmosis memerlukan karbon sebagai penyaring awal untuk mereduksi kandungan klorin yang akan merusak membran reverse osmosis dan juga membutuhkan filter sedimen untuk menyaring material-material terlarut dari air baku sehingga tidak menymbat di membran. Mereduksi kesadahan melalui proses water softening atau chemical softening juga dibutuhkan untuk wilayah-wilayah yang memiliki air baku yang sadah.1) Low pressure system (biasa digunakan di perumahan)Sistem reverse osmosis bertekanan rendah adalah yang bertekanan kurang dari 100 psig. Biasanya digunakan di area perumahan yang menggunakan sistem penampungan seperti pada skema berikut.

Gambar 3. Skema sistem reverse osmosisTangki penampungan penempatan di atas (countertop) biasanya tidak bertekanan namun jenis tangki penampung terbenam (undersink) biasanya bertekanan yang akan bertambah seiring bertambahnya isi tangki. Sistem bertekanan ini mampu menyediakan tekanan yang cukup untuk menggerakkan air dari tangki penampungan menuju kran. Tapi sayangnya, hal ini juga akan menciptakan tekanan balik melawan membran, yang dapat menurunkan efisiensi sistem. Beberapa unit mengatasi masalah ini dengan menggunakan tangki tidak bertekanan dengan pompa untuk mendapatkan air yang telah dimurnikan saat dibutuhkan.Unit-unit bertekanan rendah biasanya mampu menghasilkan 2 15 galon per hari, dengan efisiensi besar jumlah air limbah (reject water) sebanyak 2 4 galon untuk setiap galon air murni yang dihasilkan. Kemurnian air yang dihasilkan mampu mencapai 95%. Sistem jenis ini sangat terjangkau. Unit jenis ini memerlukan pemeliharaan berupa penggantian pre dan post filter (biasanya 1 hingga 4 kali per tahun) dan penggantian membran reverse osmosis setiap 2 hingga 3 tahun sekali, tergantung penggunaan.2) High pressure system (biasa digunakan untuk komersial dan industri)Sistem tekanan tinggi biasanya beroperasi pada tekanan 100 1000 psig, tergantung membran yang digunakan dan air yang akan diolah. Sistem ini biasanya digunakan untuk industri dan komersial dimana dibutuhkan volume yang besar namun tetap pada standar kemurnian yang tinggi.Kebanyakan sistem komersial dan industri menggunakan banyak membran yang diatur secara pararel untuk menghasilkan jumlah air yang diinginkan. Air yang telah diproses dari stage pertama kemudian dilanjutkan ke modul membran tambahan untuk mendapatkan tingkat pemurnian yang lebih tinggi. Air limbah yang dihasilkan dapat juga diarahkan ke modul membran erikutnya untuk meningkatkan efisiensi sistem, walau pembersihan (flushing) masih tetap diperlukan saat konsentrasi meningkat mencapai tingkat kegagalan (fouling). Sistem high pressure untuk industri mampu menghasilkan 10 hingga ribuan galon air perhari dengan efisiensi 1 9 galon air limbah. Kemurnian air bisa mencapai 95%. Sistem ini lebih besar dan leih rumit dibandingkan sistem low pressure.BAB IIIMETODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

3.2. Variabel PenelitianVariabel penelitian dari penelitian air asam tambang ini antara lain:1) Keasaman (pH)2) Total Dissolved Solid (TDS)3) Total Suspended Solid (TSS)4) Kandungan logam berat

3.3. Definisi Operasional VariabelDefinisi dari variabel yang akan diteliti adalah sebagai berikut:1) Keasaman (pH)pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Larutan dengan pH kurang daripada tujuh disebut bersifat asam, dan larutan dengan pH lebih daripada tujuh dikatakan bersifat basa atau alkali.2) Total Dissolved Solid (TDS)TDS (Total Dissolved Solid) adalah jumlah padatan atau logam yang terlarut dalam air.3) Total Suspended Solid (TSS)TSS (Total Suspended Solid) atau total padatan tersuspensi adalah padatan yang tersuspensi di dalam air berupa bahan-bahan organik dan anorganik.4) Kandungan logam BeratKandungan logam berat merupakan jumlah dan jenis logam yang terkandung dari suatu larutan, misal: Fe, Mn, dan Al.3.4. Metode Penelitian

3.5. Peralatan dan BahanPeralatan dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain:3.5.1. Peralatan1) Tangki permeat2) Tangki penampungan umpan3) Pompa4) Pipa5) Saringan pasir6) Membran ultrafiltrasi7) Membran reverse osmosis8) pH meter9) TDS meter10) TSS meter

3.5.2. Bahan1) Air asam tambang

3.6. Populasi dan Sampel3.7. Teknik Pengumpulan Data3.8. Teknik Analisis Data3.9. Prosedur Penelitian dan Skema Rangkaian Peralatan 3.9.1. Prosedur Penelitian

1

3.9.2. PompaPompaPompaSaringan PasirTangki PenampunganMembran Ultra FiltrasiTangki Penampungan PermeatMembran Reverse OsmosisSkema Rangkaian Peralatan

Tangki Penampungan PermeatTangki Penampungan Umpan