Élimination des polluants organiques des effluents de l’industrie oléicole par combinaison d’un filtre à sable et un lit planté Organic pollutants removal from olive mill wastewater by a combined system of a sand filter and an aquatic plant system

Résumé

L’objectif de la présente étude consiste, d’une part, tester les performances d’un filtre à sable pour diminuer la charge organique des margines diluées à 50 % avec des eaux usées urbaines et, d’autre part, compléter le traitement par l’utilisation d’un mélange de plantes aquatiques composé de Phragmites australis, Typha latifolia et Arundo donax sous un régime d’écoulement vertical.

Le pilote expérimental est composé d’un filtre à sable suivi d’un système planté. Le filtre à sable est rempli sur une épaisseur de 50 cm de sable et 10 cm de gravier en haut et en bas du pot. L’alimentation (4 cm•j^‑1) se fait en bâchée avec une fréquence régulière de trois fois par semaine. Afin d’améliorer le processus de dégradation dans le filtre à sable, les margines ont été diluées avec des eaux usées urbaines à 50 %. La deuxième étape de traitement se compose d’un bac de capacité (1x1x1 m³) rempli sur une épaisseur de 20 cm de gravier et 60 cm de sol. Le bac est planté d’une combinaison de trois plantes : Phragmites australis, Typha latifolia et Arundo donax avec une densité de huit plants•m^‑2 pour chaque plante. L’alimentation du bac se fait par des margines précédemment prétraitées en bâchée de 20 L avec une fréquence régulière de deux fois par semaine.

Les résultats ont montré que le filtre à sable assure une neutralisation du pH qui passe de 4,79 à 7,68. L’enrichissement du sable par les micro-organismes permet d’avoir une minéralisation importante de la matière organique. Après dix semaines d’expérimentation, aucun signe de colmatage n’a été signalé, le taux de réduction des MES, de la DCO totale, de la DCO dissoute et des composés phénoliques est d’environ 70 %, 79 %, 76 % et 81 % respectivement. Le traitement subséquent par le mélange des trois plantes montre une augmentation du pH et de la conductivité électrique et une élimination importante de la DCO totale (99,7 %), de la DCO dissoute (99,5 %), des MES (94 %) et des polyphénols (95 %).

À la lumière des résultats trouvés, on conclut que le traitement des margines par la combinaison de deux systèmes (filtre à sable et lit planté) permet une élimination importante de la charge organique des margines.

Mots-clés :

• margines,
• filtre à sable,
• lit planté,
• matière organique,
• composés phénoliques

Abstract

The objective of this study consisted of testing the potential of a sand filter to decrease the organic pollutants in olive mill wastewater (OMW) diluted to 50% with domestic wastewater, and to polish the treatment by using a mixture of aquatic plants: Phragmites australis, Typha latifolia and Arundo donax. The experimental pilot consists of a sand filter followed by a planted system. The sand filter is filled with 50 cm of sand and 10 cm of gravel at the top and the bottom of the filter. The feed (4 cm•j^‑1) is done sequentially according to a one-day wet / three days dry cycle. In order to activate the degradation processes in the sand filter, OMW are diluted to 50% with domestic wastewater. The second step of the treatment consists of a tank (1x1x1 m³) filled with 20 cm of gravel and 60 cm of soil planted with a mixture of aquatic plants at a density of 8 young plants•m^‑2 for each plant and irrigated two times in the week by 20 L of pre-filtered OMW.

The results show that the sand filter ensures a neutralization of the OMW pH, which passes from 4.79 to 7.68. The enrichment of the sand by the micro-organisms ensures an important mineralization of the organic matter. After ten weeks of operation of this system without clogging sign, the rate of abatement of the TSS, total COD, dissolved COD and phenolic compounds was about 70%, 79%, 76% and 81% respectively. Completion of the treatment by the mixture of three plants shows an increase in the pH, electric conductivity and a significant elimination of the total COD (99,7%), dissolved COD (99,5%), TSS (94%) and polyphenols (95%).

With regard to OMW treatment efficiency, the treatment of the OMW by the combination of two systems (sand filter and planted system) results in a significant removal of the organic load of the OMW.

Keywords:

• olive mill wastewater,
• sand filter,
• aquatic plants,
• organic matter,
• phenolic compounds