Jefe del Proyecto : Prof Hu Kailin
Miembros del equipo:
Deng Liu
Wang Lifeng
Chen Yusong
Dang Yan
Han Bing
Wang Hao
Consejero del proyecto: Goh Kwang Beng
Periodo
21 de noviembre de 2004 a 22 de abril de 2005

Contenido

Apéndice 1

1. Introducción
“Entre el año 1993 y el año 2000, se han gastado más de 2 billones de dólares para limpiar el Lago Dianchi en la panorámica provincia de Yunnan en China, sin embargo, las inversiones han redituado muy poco debido a que no se han atacado las raíces del problema de contaminación como el escurrimiento agrícola, por mencionar uno. Los gobiernos central y provincial están buscando formas innovadoras de enfrentar el problema.” Texto tomado de un reporte en línea fechado en abril de 2000 y elaborado por la embajada de los Estados Unidos en Beijing.

De acuerdo a un reporte de 1998 de la Administración de Protección Ambiental del Estado (SEPA), durante 1995 se vaciaron en el Lago Dianchi, 185 millones de metros cúbicos de desechos líquidos, de los cuales, escasos 50 millones eran aguas residuales industriales y 135 millones de metros cúbicos eran desechos domésticos. Los niveles de contaminación en la parte alta del Lago Dianchi todavía sobrepasan el pero nivel (Cinco) en la escala de calidad del agua de cinco niveles de China. De acuerdo a su definición, el nivel 5 es adecuado para uso agrícola pero no para nadar o pescar. La calidad del agua es algo mejor en la parte sur del Lago, con un resultado de nivel tres (aceptable para nadar o pescar, o nivel cuatro (adecuado para la industrial, más no para uso recreativo o para nadar). La meta actual es mejorar la calidad del agua en todo el lago a llevarla por lo menos a un nivel cuatro en 2010.

Las medidas de limpieza realizadas hasta la fecha han fallado debido a que se enfocan casi exclusivamente en las fuentes que se encuentran en la periferia del río. No han hecho frente al problema del escurrimiento agrícola o a la contaminación de los tributarios del Lago. De acuerdo a un reciente reporte de prensa, 80 por ciento del drenaje doméstico que entra a los 16 ríos que fluyen al Lago Dianchi no reciben tratamiento; al mismo tiempo que el uso de fertilizantes químicos y pesticidas en los campos agrícolas que se encuentran al este del lago dan como resultado un escurrimiento excesivamente elevado de nitratos y fosfatos. De acuerdo al reporte SEPA de 1998, 1,021 toneladas métricas de fósforo y 8,971 toneladas de nitrógeno entraron al lago en 1995. El comité de Manejo del Lago Dianchi está completamente consciente de que la causa principal de la contaminación del agua proviene de los 16 tributarios.

En marzo de 2004, BluePlanet LLC, una compañía de los Estados Unidos presentó un programa para la remediación biológica del Lago Dianchi usando un producto bacteriológico único, AquaClean ACF-32. El pequeño, pero extremadamente contaminado río se ofreció a Oakwell Engineering como proyecto de prueba usando AquaClean ACF-32. E Río Xiba fluye hacia la parte norte, la más contaminada, del Lago Dianchi y se consideró que sería una buena, aunque llena de retos, prueba de remediación de cuerpos de agua abiertos. La Universidad de Ciencia y Tecnología de Kunming se involucró como parte investigadora independiente para llevar a cabo la prueba y trabajar en el proyecto con el administrador local.

En marzo de 2004, se llevó a cabo en la Universidad, una prueba preliminar de laboratorio sobre la efectividad de AquaClean para tratar el agua contaminada y el lodo del Río Xiba, con resultados satisfactorios, sin embargo, el proyecto se pospuso hasta noviembre de 2004 para evitar la temporada de lluvias de julio y agosto. El proyecto se llevó a cabo del 21 de noviembre de 2004 al 22 de abril de 2005.

2. Objetivo de la prueba en el Río Xiba
En marzo de 2004 se propuso AquaClean como producto de bioremediación para rehabilitar el Lago Dianchi. El Comité de Manejo del Río ofreció a Oakwell Engineering Lilmited llevar a cabo la prueba de la efectividad de AquaClean en el tratamiento del agua del Lago Dianchi. El río es un pequeño tributario de flujo lento con agua extremadamente contaminada que emana un desagradable olor. Se llevó a cabo el proyecto de prueba para determinar la efectividad de AquaClean para eliminar el olor, mejorar la calidad del agua y rehabilitar el río para reinstalar formas de vida superiores en éste.

3. ¿Qué es AquaClean ACF-32?
AquaClean ACF-32 es un consorcio líquido altamente activo diseñado específicamente para usarse en lagos, lagunas, ríos y sistemas de aguas residuales municipales contaminados. AquaClean ACF-32 contiene una mezcla de 30 microorganismos seleccionados con una especificación de 387/450 millones de microorganismos por mililitro. A través de la bioaumentación, el producto acelera la oxidación biológica de la materia orgánica de lenta degradación utilizando un amplio espectro de bacterias aeróbicas, anaeróbicas, facultativas, quimio y foto sintéticas.

AquaClean ACF-32 es muy efectivo para fortalecer la oxidación biológica de los compuestos orgánicos de lenta degradación en diferentes tipos de sistemas de aguas residuales, así como es estanques, lagos, lagunas y ríos. Los resultados del tratamiento han mejorado significativamente el funcionamiento global del sistema y la salud y estabilidad ambiental.

AquaClean ACF-32 aumenta las tasas de oxidación micróbica, aumentando en consecuencia el desempeño de la degradación orgánica. Este consorcio micróbico único reduce la DBO, la DQO, los SST y la turbidez en el efluente final y mejora la calidad de la descarga de éste en los ríos, lagos o en el mar, al mismo tiempo que reduce el volumen de lodo de desecho que con el tiempo se ha acumulado en el lecho del río.

El Río Xiba tiene alto contenido de nitrógeno y de fósforo que apoya la eutrofización, lo que a su vez provoca serios problemas de algas en el lago. La bioremediación con AquaClean ACF-32 es uno de los medios más económicos para reducir la eutrofización y mejorar la calidad del agua en el río.

4. Acerca del Río Xiba
El Río Xiba tiene 4 km de longitud, con una anchura que varía entre los 4 y los 9 metros, y una profundidad entre los 0.5 y 1.0 metros. La tasa de flujo promedio es de 0.3 m3/s (26,000 m3 por día). El agua está fuertemente contaminada y la mayor parte del tiempo su color es grisáceo. Durante los meses de abril a agosto, estación seca, emana olores desagradables que se pueden detectar a 20 metros de los bancos del río.

El Río Xiba tiene 4 km de longitud, con una anchura que varía entre los 4 y los 9 metros, y una profundidad entre los 0.5 y 1.0 metros. La tasa de flujo promedio es de 0.3 m3/s (26,000 m3 por día). El agua está fuertemente contaminada y la mayor parte del tiempo su color es grisáceo. Durante los meses de abril a agosto, estación seca, emana olores desagradables que se pueden detectar a 20 metros de los bancos del río.

5. Metodología de la prueba en el Río Xiba
La prueba se llevó a cabo en el último segmento del Río Xiba en un tramo que se encontraba a entre 1460 y 300 metros del lago Dianchi. Se colocó una biomedia de diseño único en un segmento de entre 750 a 1,260 metros para aumentar el conteo de bacterias residentes. La Figura 3 muestra la dosis y las ubicaciones de toma de muestras de agua. La dosis de AquaClean se aplicó diariamente a una tasa de 1 ppm en base al volumen de flujo. AquaClean se vaciaba directamente en la ubicación designada. Se tomaban muestras de agua el río con una tasa de plástico con un brazo alargado tomando agua del centro del río en el punto de muestreo.

The water parameters that were monitored were BOD5, CODcr, Total Nitrogen, Total Phosphorus, Turbidity, TSS and pH on a weekly basis. Appendix 1 tabulates the dosing volume, water parameter measurement record and weather record during the trial period.

La Tabla 2.1 muestra los parámetros del agua antes del tratamiento, al inicio de la prueba. El estándar que desean alcanzar las autoridades es nivel 3, como se indica en la última columna de la tabla de referencia.

Computo de la dosis con AquaClean
Un río es un sistema dinámico continuo con grandes variaciones en su flujo. No es posible computar exactamente el volumen de agua y el tiempo de retención en la zona de prueba. Hemos calculado la dosis en base al supuesto de que el flujo del río es relativamente bajo, ya que así se ha observado la mayor parte del tiempo. La zona se designó a 300 metros de la boca del Lago Dianchi, 1460 metros río arriba, con una zona total a tratar de 1,160 metros de longitud. La anchura y profundidad promedio de esta sección del río es de 6.0 metros y 0.9 metros respectivamente. Esto da un volumen total de 7,884 m3. La tasa normal de flujo cuando no hay vaciado ni lluvia es de 0,3 m3/s, lo que da un tiempo de retención promedio de 7.3 horas, lo que significa que el agua tarda aproximadamente 7.3 horas desde el inicio de la zona de prueba en D1 hasta el final de la misma en T4. Debido a que el tiempo de retención es de menos de 24 horas en la zona de prueba, la dosis se calcula en base a la tasa de flujo diario de conformidad con las recomendaciones del fabricante.

En base a una tasa de flujo de 0.3 m3/s, el flujo de volumen de agua es de 26,000 m3 (6.8 millones de galones). A una inoculación de 10 ppm se requieren 68 galones. Al momento de la evaluación del proyecto, el flujo estimado se basó en 3.2 millones de galones por día como se detectó con anterioridad. La inoculación entonces se llevó a cabo el 21 de noviembre con 32 galones. Subsecuentemente, se detectó una tasa de flujo de 6.8 galones por día, por lo que se recomendó entonces mantener una tasa de 4.7 ppm de la tasa de flujo diario por semana durante las siguientes cuatro semanas. Se descubrió que regularmente se vertían en el río grandes volúmenes de aguas residuales no tratadas, lo que afectó el cálculo del volumen de agua y el avance de la prueba. Se decidió cambiar la dosis a 6 galones (0.88 ppm por día en base al volumen de flujo diario), aplicando dosis diarias a partir del 13 de diciembre de 2004. Se hicieron algunos cambios pequeños a la dosis dependiendo de la condición y progreso del sitio. En general, la dosis diaria se dividía en cuatro porciones, aplicando el 65% de las mismas en el punto C, justo antes del inicio de la biomedia. Se aplicaban dosis muy pequeñas en los puntos A y B debido a que esta sección del río es muy angosta y tiene bajo volumen de agua. 15% de la dosis estimada se aplicaba en el punto D a la mitad de la biomedia para asegurar que una cantidad suficiente de bacterias fluyera a la última sección de la prueba. Como se experimentó en esta prueba, con un río que tiene un flujo de esta naturaleza, es suficiente un solo punto de aplicación de dosis.

6. Resultados de la evaluación y monitoreo en la calidad del agua
Semanalmente se tomaban muestras de agua de las cuatro ubicaciones señaladas en la Figura 3, esto es T1, T2, T3 y T4 para monitorear los parámetros de la misma. T1 se localiza 90 metros río arriba antes del primer punto de aplicación de dosis. El parámetro del agua en T1 representa la muestra antes del tratamiento; T2 se localiza en medio de la zona de la biomedia, en este sitio, se le da tratamiento al agua con AquaClean durante dos o tres horas a medida que esta fluye de D1 a T2. T3 se localiza más lejos, río abajo, a 650 metros del Lago Dianchi, en este punto el agua recibe tratamiento durante aproximadamente cinco horas bajo flujo normal. T4 es el último punto de muestreo y se encuentra a 300 metros antes del Lago Dianchi. El agua en T4 se trata durante aproximadamente 7 horas bajo flujo normal.

El parámetro del agua varía día a día a media que las descargas río arriba cambian. La calidad del agua río abajo se ve entonces influenciada por los parámetros del agua río arriba, i.e. calidad del influente en T1. Por lo tanto, no tiene sentido rastrear la calidad del agua a lo largo del tiempo como en el caso de un sistema de lagunas. Nuestro objetivo es entonces rastrear la mejoría en la calidad del agua de T1 a T4 e día en que se tomó la medida.

El inicio del período de prueba coincidió con un poco favorable período de baja temperatura. Aunque la ciudad de Kunming tiene la reputación de ser la ciudad de la eterna primavera, hubo dos períodos de temperaturas bajo cero y de nevadas que afectaron severamente la efectividad de AquaClean. El lapso entre noviembre y marzo es la estación seca, sin embargo, el 29 de noviembre, el 18 de diciembre de 2004 y el 12 de enero y 23 de marzo de 2005 cayeron lluvias fuertes además de la ocurrencia de bajas temperaturas que cambiaron completamente el agua del río. Además de los factores climáticos, el vaciado regular de grandes volúmenes de agua contaminada no tratada afectó la prueba. Esto se reflejó en los días 6 y 27 de marzo de 2005. La calidad del agua mejoró significativamente de T1 a T4 del 6 al 27 de febrero de 2005, sin embargo, la mejoría se vio severamente interrumpida por posteriores vaciados de grandes volúmenes de aguas residuales agrícolas no tratadas el 28 de febrero de 2005.

Después del vaciado del 28 de febrero, los días 3 y 4 de marzo cayó una nevada inesperada con temperaturas de iban de los -1 a los 10° C. El 4 y 5 de marzo no se aplicó AquaClean, reanudándose la dosificación el día 6 del mismo mes. A pesar de la interrupción, la zona de prueba recuperó su anterior equilibrio ecológico a las dos semanas, como se puede observar el 20 de marzo de 2005; sin embargo, este equilibrio ecológico fue interrumpido esta vez por el gran volumen de aguas residuales altamente alcalinas vertidas río arriba por la cementera; el río se cubrió completamente por agua lechosa el 23 de marzo de 2005. La dosificación de AquaClean terminó el 29 de marzo de 2005 debido a un retraso en el envío de producto. Se reanudó la aplicación el 10 de abril del mismo año, sin embargo, la prueba continuó con interrupciones debido a los grandes volúmenes de aguas de desecho que se vaciaban al río. La prueba terminó el 22 de abril de 2005.

T1     Muestra de agua no tratada T2     2ª muestra de agua en la zona de la biomedia T3     3ª muestra de agua a 650 metros del Lago Dianchi T4     4ª muestra de agua a 300 metros del Lago Dianchi

DBO     mg/l

CODcr     mg/l

SST     mg/l

Turbidez (NTU)

Nitrógeno total TN (mg/l)

Fosfato total TP (mg/l)

A la semana de inoculación, se redujo drásticamente el olor desagradable en la zona de la prueba, y a las dos semanas, había prácticamente desaparecido. El río permaneció libre de olores durante la prueba, sin embargo, durante el mismo período, no hubo cambio en la emanación de olores desagradables río arriba, lo que confirma la efectividad de AquaClean en la reducción de olor. Esto también se corroboró mediante encuestas verbales realizadas a quienes viven a lo largo del río.

Durante el período de prueba, se monitorearon los diferentes tipos de microorganismos en el agua. 80% del plancton encontrado al inicio de la prueba era Cyanophyta y Clorofila. El alto porcentaje de estos dos tipos de plancton indica que el agua estaba fuertemente contaminada. Debido a que la calidad del agua mejoró en febrero de 2005 en Te h T4, aparecieron grandes cantidades de plancton Chrysophyta y Xanthophyta. Antes de la prueba, difícilmente se observaban protozoarios en el río. Grandes cantidades de protozoarios y metazoarios como la C. Cornuta, Cyclpos strenyuous y Sinocalanus Mystrophorus aparecieron en T3 y en T4 en enero y febrero de 2005. A finales de febrero de 2005 se encontraron cantidades extremadamente grandes de protozoarios y metazoarios más grandes, como la Rotifera que vive de pequeños protozoarios y plancton. Grupos de pequeños peces también aparecieron en T4 en febrero de 2005. Hasta los martín pescadores se vieron atraídos hacia el río por la presencia de pequeños peces. La Figura 4 muestra algunos de los microorganismos descritos.

El 26 de febrero de 2005, como se muestra en la Figura 5 siguiente, hubo una notoria mejoría de T1 a T4.

The water before treatment at T1 was light grey with hardly any sign of life presence. At T2 where the biomedia is located, the water turbidity increased drastically due to the presence of large quantity of bacteria, plankton and algae. The water appeared very greenish. Protozoa and metazoan appeared at T3 further downstream, helping to reduce the algae content, giving the water a cleaner appearance. At T4, which is approximately 7 hours flowing time from D1, huge populations of larger protozoa and metazoan were eaten by the small fishes found there. The water looked very much cleaner with a transparency of more than 0.8m deep with underwater plants clearly visible. The presence of fishes further confirms that AquaClean bacteria are non-pathogenic and NOT harmful to higher forms of living organisms. As the protozoa and metazoan moves upstream and more fishes move in the test zone, it is expected that water at T3 and T4 can easily achieve a standard close to level-three where there is significant water clarity and fishes swimming in the river. This ideal condition with fishes swimming gracefully in the river is the ultimate objective every government authority would like to achieve. It is possible, with the help of AquaClean, to rehabilitate polluted rivers such as Xiba River with slow flowing water such that it attains the ideal environment with its natural ecology balance.

It is unfortunate that in the case of Xiba River, the trial project was unable to sustain the above condition due to the regular blatant discharge of huge volumes of polluted waste water although, despite this, the river demonstrated more resiliency and the ability to recover faster from these events.

7. Conclusiones
a) Capacidad del AquaClean ACF-32 para rehabilitar el flujo del río.
El proyecto de prueba ha demostrado que AquaClean es efectivo para rehabilitar un río, como quedó demostrado el 27 de febrero de 2004. Pasaron tres meses desde la inoculación para lograr una reducción significativa en los parámetros, un período que concordaba con las expectativas del fabricante, quien indicó que el tratamiento tardaría de 90 a 120 días. Esto se logró a pesar de las inesperadas bajas temperaturas de noviembre y diciembre de 2004 y a pesar de que el proyecto se vio interrumpido por los repetitivos vaciados de gran cantidad de aguas de desecho en el río. A pesar de los números problemas que surgieron durante la prueba, se llegó a la conclusión de que era posible para AquaClean restaurar el equilibrio ecológico en un río altamente contaminado, logrando incluso que surgieran de nuevo formas de vida superior.

b) Efecto de AquaClean ACF-32 en la reducción de olor
La prueba también concluyó que AquaClean es muy efectivo para reducir el olor y que no es patógeno ni dañino para los peces, como lo indica el fabricante.

c) Efecto en el ph
El agua del río Xiba tiene un pH que varía de entre 7.0 a 7.8, lo que es ideal para que sobrevivan los microbios de AquaClean. NO hubo cambios significativos en el pH, por tanto, no es posible dar una conclusión sobre los cambios que las bacterias de AquaClean tendrían sobre éste.

d) Efecto de los cambios de temperatura
Los resultados de la prueba muestran que AquaClean es menos efectivo cuando la temperatura baja de 10° C.

e) Conclusión de la medición de los parámetros
Los resultados positivos obtenidos en febrero de 2005 llevan a la conclusión de que AquaClean es efectivo para bajar a la mitad la DBO, la DQO, los SST, la turbidez, nitrógeno total y fósforo total de T1 a T4, lo cual representa únicamente un tiempo de retención promedio de 7 horas. Aunque el parámetro del agua en T4 no llegó al nivel estándar 3 como lo habían establecido las autoridades, el fabricante de AquaClean confía en que se puede alcanzar este nivel o al menos un nivel cercano a éste dando tratamiento a todo el río para que las bacterias tengan mucho más tiempo para reaccionar y para tratar el agua. Deben tomarse acciones prácticas para evitar que se viertan grandes volúmenes de aguas de desecho no tratadas en el río, particularmente desechos químicos, como desechos alcalinos provenientes de la planta de cemento, que inhiben el crecimiento de las bacterias.

f) Dosis de AquaClean ACF-32
El experimento comenzó con una inoculación de 4.7 ppm, la cual es menos de la mitad de los 10 ppm recomendados por el fabricante, sin embargo, después se ajustó a aproximadamente 1 ppm por día en base a la tasa de flujo diario. Esta dosis es mayor que la recomendada para una laguna estancada de 1 a 2 ppm. Se recomendó una dosis más alta para compensar el patrón irregular de flujo del río y el corto tiempo de retención en la zona de prueba. En un proyecto para todo el río, en el cual el tratamiento sea mucho más largo, se recomendaría una dosis mucho menor.

g) Efecto de la biomedia
Aunque la biomedia se introdujo al inicio para un tramo de 510 metros de longitud, los efectos reales de ésta no se pudieron medir ya que no contábamos con controles para fines de comparación. Creemos fuertemente que la biomedia ayuda a retener parte de los microbios a medida que el agua fluye. Este es ciertamente uno de los factores que contribuyen al éxito de la prueba.

h) Recomendaciones para un futuro tratamiento del río con AquaClean

• i. Es altamente recomendable que la dosis de AquaClean para ríos que fluyen se haga por medio de dispensadores de goteo automático más que vaciando directamente el producto como se hizo con esta prueba. Esto es para evitar que gran cantidad de bacterias se pierdan con el flujo si éste no es consistente.
• ii. Se puede construir un estanque de retención de tamaño adecuado para desviar algo de las aguas de desecho hacia el estanque para cultivar AquaClean para aumentar el conteo de bacterias antes de que éstas se liberen hacia el río. El goteo continuo se puede hacer a la entrada de este estanque, de esta forma, se podría reducir la cantidad de AquaClean, lo que haría que el tratamiento fuese más económico. El principal proveedor de AquaClean puede proporcionar una evaluación detallada de la factibilidad del proyecto.
• iii. Se recomienda colocar a la largo del río una biomedia de un diseño y en cantidad adecuada, en el caso de ríos con una tasa de flujo que exceda los dos metros por minuto. El principal proveedor de AquaClean le puede aconsejar sobre el diseño y tamaño más económico de la biomedia
• • Este reporte fue preparado conjuntamente por el Prof Hu Kailin de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Kunming y por Mr. Goh Kwang Beng de BluePlanet, Asia, en colaboración con BluePlanet y Ecological Laboratories.