Ecofriends, arsenic remediation project in Uttar Pradesh

Ecofriends-Miyasaki university: BAMP Project

Equipe terrain :

1 social and cultural coordinator, link with village communities – member of Ecofriends

2 field works– member of Ecofriends

3 people for administration staff – member of Ecofriends

1 driver – member of Ecofriends

1 engineer – Technical project mnager – Miyazaki University

Sponsor-Project leader :

Ecofriends president, Rakesh K. Jaiswal

Technical Director– Pr Yokata – Miyazaki University

Objectives of the project: Providing a source of water free from arsenic (or below WHO guideline) in 7 highly contaminated areas of Bahraich district

History of the projet : A global study about water quality have been realized by Uttar Pradesh Universities in 2003 (School of Environmental Studies, Jadhavpur University : SOES-JU). The sampling plan was to take one sample from area containing 1 to 10 sources, 2 samples from area with more than 10 sources.

The analyses were done in field by Arsenic testkit as Merckoquant or Arsenator. Ten pourcents of samples were analyzed by Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) which is a real quantitative analysis. If a sample result is over 250 µg/L, tubewells of the entire area are tested. This study supported by UNICEF was focused on 17 districts. 12% of tubewells have arsenic concentration over 50 µg/L (Indian Guideline for drinking water).

In 2005, Myazaki University was seeking a local partner to implement a new technology for arsenic treatment in water. Ecofriends NGO has been proposed as an active local partner and local coordinator.

Solutions used to reduce drinking water contamination in Uttar Pradesh :

1 – Deep tubewells (> 90 meters)

2 – Dug wells with filters

3 – Arsenic removal by natural oxidation of dissolved iron, formation of ferric precipitate which adsorb arsenic. BAMP project implement that solution. Selected tubewells have a Fe/As ratio over 15. Conditions are really good for that technology.

Filtration unit :

The device work in two steps:

First aeration of the water and oxidation of iron

Then filtration by three filters using large gravels, fine gravels and then sand filtration. It removes arsenic and iron by precipitation and filtration.

Finally water is stored in a tank for villages use.

Wastes are evacuated using drain. They are stored in a waste tank or thrown on the ground.

Financial support:

Project supported for 2 years by Myasaki University in a Technology Transfer section. The end of the two years arrived soon. The future financial support of the project is not known.

Analysis and filter monitoring:

Filter monitoring is done periodically (every 15 days), the same day for every filter. Arsenic concentration is measured in raw water and filtered water. Measurement is made with arsenator and Merck Testkit. Analyses are made on field, no samples kept for further analysis. Reference analysis is arsenator (discrepancy between Merck and arsenator test kit occurred when I follow the work). Sampling and analysis of 7 filtration units required 5 workers during 4-5 hours.

Remarks:

1) Sampling protocol for laboratory analysis (as AAS analysis) is not well known and documented (acid volume, pH control). Iron precipitates are a real risk of error in that kind of sample.

2) Distance between sampling points, analysis duration of preparation involved a team of 5 workers for 7 filtration units. The time to realize all the analysis is around 4-5 hours.

Positive : presence in villages, activism, sensibilisation

Negative: loss of time, low efficiency, low villages interest

Awareness

1) Some villages used tubewells near filtration units which mean they have not understood the real concern of the device. Awareness program must be continuing.

2) Pumping marking (color mark) has disappeared. I was unable to say which pump is contaminated and which is not contaminated. To avoid a loss of information and a loss for local people, a new painting campaign is required to reinforce that visual information (red pump = no good, green pump = safe).

Filtration units results

1) The results of filtration device were excellent, below 10 µg/L. So efficiency of filtration units was excellent

2) Only one system is equipped with a waste storage dug well. Others wastes are thrown on the ground which is not really suitable without proper studies of waste leachability. Waste can be a source of contamination in the followings years, a special care should be taken regarding these residues.

Bilan:

The project is a good project with an excellent team which coordinates both technical and awareness work in Bahraich. Technical results are excellent however waste disposal can be upgraded. Awareness work takes more time. Explaining to village the risk which occurred if they drink arsenic contaminated water is difficult and will take time more than a technical study.

The technical study show good results for treatment plant however a long-term awareness work is required to explain, convince and make people responsible of their device.

For more information on EcoFriends:

Website: http://www.ecofriends.org/

Sankat Mochan Foundation: l'avenir du Gange à Varanasi

Sankat Mochan Foundation

Objectifs :

Restaurer le Gange au travers du traitement de l’eau et de la sensibilisation des habitants de Bénarès.

Bénarès est la ville la plus sainte pour les indous. 60000 pèlerins et dévots hindous viennent quotidiennement à Vârânasî pour y pratiquer ablutions et pûjâs le long des ghâts. Le bain dans le Gange est censé laver de tous les péchés. Le Gange est aussi le lieu de baignade et de lessive pour les plus démunis. Cependant de nombreuses études montrent qu’au delà du caractère sacré du Gange, il est loin d’être propre. Effectivement, le problème des rejets d’eaux usées domestiques ou industrielles dans le Gange n’est pas une découverte. Bénarès est une grande ville générant 300 millions de litres d’eaux usées par jour. En 1986, le projet Ganga Action Plan (GAP) devait permettre en plusieurs étapes de retrouver des paramètres permettant la baignade et l’utilisation de l’eau du Gange pour la cuisine et la boisson. Une association Sankat Mochan Foundation a crée un laboratoire d’analyse afin de suivre l’évolution du projet en mesurant quelques paramètres (demande biologique en oxygène, coliforme fécaux, pH, oxygène dissous, turbidité et matières en suspension) dans l’eau pendant plus de 12 ans.

Les résultats sont alarmants :

- Demande biologique en oxygène (BOD) de l’ordre de 40 mg/L

- Nombre de coliformes fécaux : 42000 à 20000000 MPN/100 ml

Les normes indienne et européenne pour une eau de baignade sont :

- BOD inférieur à 30 mg/L (Inde) et 24 mg/L (UE)

- Coliformes fécaux : 2500 MPN/100ml (UE et Inde)

A Vârânasî et sur une année, Hamner et al. Ont observé que 66% de la population développerait une pathologie (problèmes gastro-intestinaux, choléra, dysenterie, hépatite-A ou typhoïde) liée à l’utilisation de l’eau du Gange (baignade, cuisine…).

Etat des lieux aujourd’hui à Varanasi :

Les différents projets (Ganga Action Plan) ont abouti à la construction de trois usines de traitement pour dépolluer les eaux usées de Bénarès :

- Une usine capable de traiter 80 millions de litres de rejets par jour située à 16km

- Une usine capable de traiter 12 millions de litres de rejets par jour située à 2km

- Une usine capable de traiter 8 millions de litres de rejets par jour située à 2 km

Ces usines sont dépendantes électriquement. Les coupures de courant, fréquentes en inde, occasionnent l’inefficacité de ces centrales et le rejet direct des eaux usées dans le Gange. Donc les usines ne fonctionnent pas à 100% de leur capacité. A cela s’ajoute la mousson durant laquelle une augmentation importante du niveau et du débit du Gange occasionnent l’arrêt du pompage et du drainage des eaux usées vers les unités de traitement.

En faisant un bref calcul, il apparait évident que le projet GAP ne peut réussir :

Bénarès : 300 millions de litre de rejet par jour – Capacité de traitement : moins de 100 millions de litre par jour = plus de 200 millions de litre de rejet dans le Gange par jour.

Les mesures faites par SMF montrent aucune amélioration des paramètres du Gange durant tout le temps du monitoring (pour plus d’information, site SKF ou Hamner et al., 2006)

Historique de l’association

Cette association fut fondée en 1982 par des résidents et des ingénieurs de Varanasi. Son président est le Pr Veer Bhandra Mishra, responsable du département d’ingénierie civile à Banaras Hindu University et aussi Mahant du Temple Sankat Mochan. En 1992, le « Swatcha Ganga Research Laboratory » est crée avec le soutien de la « Swedish Society for Nature Conservation », il permet de suivre l’évolution des paramètres biologiques et bactériologiques du Gange en différents points de Bénarès. En 1998, le « Swatcha Ganga Environmental Education Centre » est installé à Vârânasî avec le soutien de l’association environnementale « OZ-Green », il apporte un support efficace aux travaux de sensibilisation et d’échange sur la pollution du Gange et les solutions pour réduire l’empreinte de chaque habitant sur la pollution du Gange.

SMF propose depuis plusieurs années une alternative en soulevant trois points

1) Changer les habitudes des habitants de Bénarès car 95% de la pollution du Gange provient des eaux usées. Ils organisent régulièrement des réunions de rues, des discussions avec les femmes, les bateliers, les pécheurs, les prêtres, des séances d’information et de sensibilisation dans les écoles, etc. En réduisant le volume d’eaux usées, il sera plus facile de rattraper le trou entre la capacité de traitement actuel et le volume de rejet. Ce travail est long et nécessite beaucoup de patience, de pédagogie et de motivation des membres de l’association. Lors de ma rencontre avec R.K Mishra (responsable du laboratoire d’analyse de Sankat Mochan Foundation), il a su me prouver qu’après plus de 18ans de travail, il a toujours une vraie motivation sincère et joyeuse.

2) Drainage des eaux usées :

a. Création d’un drain entre la dernière ligne de bâtiment et la rivière. Ce drain est dimensionné pour drainer naturellement toutes les eaux usées (par gravité) vers le centre de traitement en aval. L’avantage est de ne nécessiter aucune énergie électrique ni pompe. Le design (pente et diamètre) du drain prend en compte les crues (augmentation de la pression sur les drains) et assure une vitesse d’écoulement.

b. Les drains iront vers un centre de traitement situé à 8 km en aval de Bénarès.

3) Installation d’une usine de traitement de 300 millions de litre d’eaux usées avec la technologie AIWPS (Advanced Integrated Wastewater Oxidation Pond System). La technologie retenue est issue des travaux de scientifiques de Berkeley (W. Oswald et Bailey Green). Cette technologie brevetée est utilisée aux USA. Les quatre avantages majeurs de cette technologie sont :

a. son faible coût

b. peu d’énergie

c. élimination des bactéries

d. aucun résidu

Principe : technologie basée sur une fermentation anaérobie produisant du méthane et la culture d’algue produisant une forte oxygénation par photosynthèse.

1) Bassin profond de fermentation :

a. Ce bassin est maintenu en atmosphère anaérobie,

b. Il permet une fermentation totale des matières organiques,

c. Ce bassin de fermentation élimine la totalité des particules solides et réduit de 60% la demande biologique en oxygène (BOD) (Veer Bhadra Mishra, 2005),

d. Les pesticides sont biodégradés dans ce bassin (Veer Bhadra Mishra, 2005),

e. Les métaux lourds seraient aussi retenus (Veer Bhadra Mishra, 2005),

f. La fermentation des matières en suspension produit du méthane qui est captée et converti en énergie.

2) Bassin de culture d’algue

a. ce second bassin possède une hélice de mélange permettant la culture d’algue et le re-largage de l’oxygène issue de la photosynthèse.

b. Les conditions de cultures des algues sont optimisées pour les rejets. Les algues absorbent tous les nutriments.

c. L’augmentation du pH liée à l’hyper-oxygénation du milieu permet de précipiter le magnésium et le calcium.

3) Bassin de contrôle des algues

a. Ce bassin permet de faire sédimenter les algues afin de les récupérer au fond ou de les pomper puis de les drainer sur un filtre à lit sec.

b. Il n’est pas nécessaire de récupérer toutes les algues dans ce bassin car elles peuvent servir de nourriture à des poissons si les conditions sont acceptables pour la vie des poissons et des algues. Les algues constituent un excellent fertilisant.

4) Bassin de maturation

a. Les eaux sont maintenus 10 à 12 jours dans ce bassin afin d’assurer un niveau de désinfection acceptable pour l’irrigation.

b. Les algues peuvent être utilisées pour nourrir les animaux. Ainsi des carpes ou des poissons chats peuvent être élevés dans ces eaux.

Aujourd’hui, ou en sont ils ?

Le projet d’une usine pilote (37 mld) proposé par SMF a nécessité un approfondissement de la proposition (demandé par le gouvernement indien). La réponse est espérée d’ici 6 mois par R.K. Mishra et les membres de SMF.

Les résultats de cette usine pilote conditionnent l’avenir de ce projet si bien sur le projet est retenu par le gouvernement indien…

Comme l’a dit Veer Bhandra Mishra dans une conférence : « nous avons commencé a travailler quand nos cheveux étaient noirs, nous sommes toujours en train de travailler pour dépolluer le Gange alors que nos cheveux sont gris. (…) Nous conservons toujours le même enthousiasme qu’en 1982 » (Veer Bhadra Mishra, 2005)

Tous les ans le 22 mars une chaine humaine est formée le long des ghâts de Bénarès pour la journée mondiale de l’eau. Elle a réuni plus de 10000 personnes cette année…

Le problème de pollution des eaux de surface par les rejets urbains est un problème majeur en inde. Les sources d’eau ne sont pas inépuisables et l’argent investit dans les différents projets de traitement et de captation des eaux usées (pour le Gange : GAP-I, GAP-II, pour la Yamuna : YAP-I, YAP-II, etc.) est loin d’avoir atteint les buts fixés. Aujourd’hui et malgré des investissements conséquents dans les projets de dépollutions (51 milliards de roupies soit plus de 8 milliards d’euros dépensés uniquement pour le Gange), de nombreuses rivières en Inde restent très largement polluées.

Au delà de l’ajout de nouvelles canalisation et de nouvelles unités de filtration, la réflexion doit aussi se porter sur la réutilisation de l’eau et des déchets du traitement ainsi que sur les coûts d’exploitation et d’entretien des systèmes de canalisation et de traitement. Un ouvrage du « Center of Science and Environment » pointe du doigt le coût de maintenance des canalisations, les problèmes de pompage, la faible efficacité des unités de filtration lié aux problèmes de maintenance et d’énergie ainsi que les longues distances entre les unités de filtration et les lieux de collecte des eaux usées.

La refonte des projets de captation et de traitement des eaux usées nécessitent de nouvelles approches comme le propose Sankat Mochan Foundation ou Center of Science and Environment pour la Yamuna.

Le point positif est que la mobilisation citoyenne commence à se faire entendre face au businessman de la canalisation et du traitement.

Pour plus d’informations sur SMF :

Site internet : www.sgrlvaranasi.in

Hamner S., Tripathi A., Mishra R.K., Bouskill N., Broadaway S.C., Pyle B., Ford T.,The role of water use patterns and sewage pollution in incidence of water-borne/enteric diseases along the Ganges River in Varanasi, India. International Journal of Environmental Health Research, 2006; 16(2): 113 – 132

Veer Bhandra Mishra, The Ganga at Varanasi and a travail to stop her abuse. Current Sciences, 2005; 89(5): 755-763

Pour plus d’informations sur la pollution du Gange et les projets de dépollution, je conseille l’ouvrage suivant en anglais :

“Sewage Canal How to clean the Yamuna” écrit et publié par Centre of Science and Environment en 2007.

Sankat Mochan Foundation: the future of Ganga in Varanasi ???

Sankat Mochan Foundation

Objectives:

Restore the Ganges through the water treatment and awareness of the people of Varanasi.

Varanasi is the holiest city for Hindus. 60,000 pilgrims and devout Hindus come to Varanasi daily to practice Pujas and ablutions along the Ghats. The bath in the Ganges supposed to wash all sins. The Ganges is also bathing and laundry place for the poor. However many studies show that beyond sanctity of the Ganges, it is far from unpolluted. Indeed, the problem of sewage discharges from home or business in the Ganges is well known. Benares is a city generating 300 million liters of wastewater per day. In 1986, Ganga Action Plan Project (GAP) would allow in several steps to recover the parameters for bathing and for the use of the Ganges water for cooking and drinking. An association Sankat Mochan Foundation has created a laboratory for analysis to monitor the project in Varanasi, measuring some parameters (biological oxygen demand, coliform coliform, pH, dissolved oxygen, turbidity and solids suspension) in water for over 12 years.
The results are alarming:
- Biological Oxygen Demand (BOD) of the order 40 mg / L
- No. of fecal coleiforms: 42,000 to 20,000,000 MPN/100 ml
Indian and European standards for water swimming are:
- BOD below 30 mg / L (India) and 24 mg / L (EU)
- Fecal coleiform: 2500 MPN/100ml (EU and India)

In Varanasi and in one year, Hamner et al. Observed that 66% of the population would develop a disease (Gastro-intestinal, cholera, dysentery, hepatitis A or typhoid fever) related to water use
Ganges (bathing, cooking ...).

The situation today in Varanasi:
The various projects (Ganga Action Plan) have led to the construction of three wastewater treatment plants to wastewater from Benares:
- A plant capable of processing 80 million liters of waste per day located 16km
- A plant capable of processing 12 million liters of waste per day located 2km
- A plant that can handle 8 million liters of waste per day 2km

These plants are electrically dependent. The power cuts, frequent in India, cause ineffectiveness of these plants and then direct discharge of sewage into the Ganges. So the treatment plants are not operate at 100% capacity. Moreover during the monsoon which causes an increase in the level and in the flow of the Ganges, stop pump and drainage of sewage to processing units are overflow.

By a rough calculation, it appears that GAP project cannot succeed: Benares: 300 million liters per day of release - Treatment capacity: less than 100 million liters day = 200 million liters of release in Ganges daily.

The measurements show no improvement by SMF parameters of the Ganges during the time of monitoring (for more information, or site SKF Hamner et al., 2006) and after GAP actions.

History Association
This association was founded in 1982 by residents and engineers from Varanasi. Its chairman is Professor Bhandra Veer Mishra, Head of Department civil engineering at Banaras Hindu University and also Mahant of Sankat Mochan Temple. In 1992, the "Swatch Ganga Research Laboratory is created with the support of the "Swedish Society for Nature Conservation, it can follow the evolution of biological parameters and bacteriological Ganges at different points Benares. In 1998, the "Swatch Ganga Environmental Education Centre is located in Varanasi with the support of the environmental association "OZ-Green" it provides effective support to the work of awareness and discussion about pollution of the Ganges and solutions to reduce the footprint of each capita pollution of the Ganges.

SMF offers an alternative for several years in raising three points
1) Changing the habits of the inhabitants of Benares because 95% of the pollution from the waters of the Ganges wastes. They hold regular meetings streets, discussions with women, boatmen, sinners, priests, briefings and awareness in schools, etc.. Reducing the volume of wastewater, it will be an important way to reduce the gap between treatment capacity and the volume of discharge. This work is long and requires much patience, pedagogy and motivation of members of the association. During my meeting with RK Mishra (laboratory Analysis of Sankat Mochan Foundation), he proves me that after over 18 years of work, he shows a real joy and sincere motivation.
2) Drainage of wastewater:
a. Creating a drain between the last line of building and river. This drain is sized to naturally drain all waste water (gravity) to the center of downstream processing. The advantage is that it requires no energy or electric pump. The designer (slope and diameter) of drain takes into account the flood (increased pressure on the drains) and provides a speed flow.
b. Drains go to a treatment center located 8 km downstream of Varanasi.
3) Installation of a treatment plant 300 million liters of wastewater with technology AIWPS (Advanced Integrated Wastewater Oxidation Pond System). The technology was developed by Berkeley scientists (W. Oswald Bailey Green). This patented technology is used to
USA. The four major advantages of this technology are
a. low cost
b. low energy
v. elimination of bacteria
d. no residue

Principle: Technology based on a fermentation anaerobic methane-producing and algae culture producing strong oxygen through photosynthesis.
1) Fermentation deep pond
a. This pond is maintained in anaerobic atmosphere,
b. It allows a total fermentation of Contents organic
v. This pond of fermentation eliminates all solid particles and 60% reduction in demand biological oxygen demand (BOD) (Veer Bhadra Mishra, 2005)
d. Pesticides are biodegraded in this pond (Veer Bhadra Mishra, 2005)
e. Heavy metals were also retained (Veer Bhadra Mishra, 2005)
f. Fermentation of suspended solids produces methane that is captured and converted to energy.
2) Pond culture of algae
a. This second pond has a propeller mixing allowing cultivation of algae and the re-release of oxygen from photosynthesis.
b. The growing conditions of algae are optimized for discharges. The algae absorb all nutrients.
v. The increase in pH due to hyper-oxygenation the medium to precipitate the magnesium and calcium.
3) Pond algae control
a. This basin allows algae to sediment to recover them or the pump and then drain them on a dry bed filter.
b. It is not necessary to recover all algae in this pond because they can be used as food for fish if the conditions are acceptable for fish and algae life. The Algae are an excellent fertilizer.
4) Pond maturation
a. The waters are kept from 10 to 12 days in this pond to ensure a level of disinfection acceptable for irrigation.
b. Algae can be used to feed animals. Thus carp or catfish can be grown in these waters.

Today, what happens?
The project of a pilot plant (37 mld) proposed by SMF need a deeper proposal (Requested by the Government of India). The answer is expected within 6 months by RK Mishra and members of SMF.
The results of this pilot plant condition the future of this project so the project is selected by the Indian government ...
As Veer said in a conference Bhandra Mishra: "We started working when our hair were black, we are still being working to clean up the Ganges, while our hair is gray. (...) We always keep the same enthusiasm in 1982 "(Veer Bhadra Mishra, 2005)
Every year March 22 is formed a human chain along the Ghats of Benares for the Day water. It brought together more than 10,000 people this year ...

The problem of pollution of surface waters by urban waste is a major problem in India. The water sources are not inexhaustible and money invests in various projects of treatment and intercepting wastewater (for the Ganges: GAP-I, GAP II, for the Yamuna: YAP-I, YAP-II, etc..) is far from reaching the goals. Today, despite significant investments in projects (51 billion rupees or more than 8 billion expended only for the Ganges), many rivers in India remain largely polluted.
Beyond the addition of new pipelines and new filtration units, thought should also focus on water reuse and waste treatment as well as on operating costs and maintenance of sewerage systems and treatment. A book of "Center of Science and Environment "points to the cost of maintenance pipelines, pumping problems, low efficiency filtration units linked to problems of maintenance and energy as well as long distances between the filter units and locations collection of wastewater.
The redesign project for capturing and processing wastewater require new approaches such Sankat Mochan Foundation proposed or Center of Science and Environment in the Yamuna.

The positive point is that citizen mobilization begins to be heard in front of the of pipelines and treatment units.

For more information on Sankat Mochan Foundation:
Website: www.sgrlvaranasi.in
Hamner S., Tripathi A., Mishra R.K., Bouskill N. Broadaway SC, Pyle, B., T. Ford, The Role of Water use patterns and sewage pollution in incidence of water- Point / enteric diseases Along the Ganges River in Varanasi, India. International Journal of Environmental Health Research, 2006, 16 (2): 113-132
Bhandra Veer Mishra, The Ganga at Varanasi and has Her work to stop abuses. Current Science, 2005; 89 (5): 755-763
For more information on pollution of the Ganges and remediation projects, I recommend the following book in English:
"Sewage Canal How to clean the Yamuna" written and published by Centre of Science and Environment in 2007.

Pour pôpa et môman!!!

je cède aux pressions incessantes venant de France...

et voilà apres etre allé chez un coiffeur à qq roupies....moi avec barbe et sans barbe! eheheh