Réduction des polluants organiques des eaux usées de la région de Touggourt par des plantes épuratrices locales (Système à écoulement hybride)

Abstract

نظم الأراضي الرطبة الاصطناعية تعتبر بديلا اقتصاديا لمعالجة مياه الصرف الصحي في البلدان النامية. لذلك، ولتحقيق أهداف الدراسة المتعلقة بإزالة المواد العضوية والمغذيات من مياه الصرف الصحي البلدية في منطقة تقرت باستخدام النباتات المائية المحلية في ظروف قاحلة، أعددنا نموذجا تجريبيا للأراضي الرطبة ذات الجريان الهجين المكونة من نظام رأسي يتبعه نظام أفقي في محطة معالجة المياه بتقرت زرعت بأنواع نباتية مختلفة Canna indicaو Typha latifoliaفي الزراعة الأحادية والمختلطة . خلال عام كامل ( ،)2021شملت هذه الدراسة مقارنة بين النظام غير المزروع وبين باقي الأنظمة المزروعة، بين النظامين المزروعين و بين الزراعة الأحادية و المختلطة. تظهر هذه الدراسة أن الأراضي الرطبة الهجينة المزروعة حصلت على نتائج أفضل من ٪ من قبل95.04( DBO5 ، )Typha latifolia ٪ من قبل90.51( MES خلال القضاء على الزراعة المختلطة) ، ٪ 84.54( DCOمن قبل الزراعة المختلطة) ، - ٪90.93( NO2من قبل الزراعة المختلطة) ،+ ٪ 99.98( NH4من قبل الزراعة المختلطة) و - ٪ 86.28( PO43من Typha )latifoliaمقارنة مع السرير غير المزروعة لنفس المعلمات ,%78.98 ,%93.30 ,%88.43 ,%99.80 ,%85.59و ، )٪80.15على التوالي. سجل تركيز - NO3في النفايات السائلة إرتفاع في السريرالعمودي في الزراعة المختلطة من 0.44الى 1.0389ملغ / لتر وانخفض في المرحلة الثانية إلى 0.3529ملغ / لتر عند مخرج النظام الأفقي غير المزروع ، بسبب التركيز العالي - NO3في النظام الرأسي الناتج عن تحول + NH4إلى - NO3بسبب الظروف الهوائية الموجودة في النظام. لمعالجة ذلك، يجب تعزيز المعالجة البيولوجية بواسطة البكتيريا اللاهوائية. على الرغم من أن التخلص من المواد العضوية والمغذيات في المرحلة الثانية من النظام ذو الجريان الهجين كان محدودا للغاية بسبب الإزالة المسبقة في النظام الرأسي. ومع ذلك ، أثبتت Typha latifoliaو Canna indicaقدرتها الكبيرة على التخلص من المواد العضوية والمغذيات بواسطة النظام ذو الجريان الهجين في الظروف المناخية القاحلة. خلال هذه الدراسة ، تم تسجيل زيادة في قيم الناقلية الكهربائية وتركيز الملوحة والم واد الصلبة الذائبة بسبب عمليتي التبخر والنتح نظرا للظروف المناخية القاحلة. وهذا يتطلب حلولا إضافيا للقضاء على التركيز العالي للأملاح في المياه التي تمت معالجتها. على ضوء النتائج التي تم الحصول عليها ،تم إقتراح تصميم نظام معالجة مياه الصرف الصحي ذو الجريان الهجين لمنطقة الزاوية العابدية بتقرت من أجل حماية قناة وادي ريغ من التلوث. اخيرا، من الممكن استخدام النباتات المائية المحلية في أنظمة الأراضي الرطبة المصنعة في المناطق القاحلة. ومع ذلك ، من المهم مراعاة الخصائص الفيزيائية والكيميائية لمياه الصرف الصحي وكذلك الظروف المناخية خلال مرحلة تصميم هذه الأنظمة.

Les systèmes de zones humides artificielles constituent une alternative économique au traitement des eaux usées dans les pays en développement. Par conséquent, afin d'atteindre les objectifs de l'étude liés à l'élimination de la matière organique et des nutriments dans les eaux usées municipales de la région de Touggourt à l'aide de plantes aquatiques locales dans des conditions arides, nous avons préparé un dispositif expérimental de zones humides à écoulement hybride composé d'un système vertical suivi d'un système horizontal dans la STEP de Touggourt planté avec des espèces végétales Canna indica et Typha latifolia en culture mono et mixte . Pendant un an (2021), cette étude comprenait une comparaison entre le système non cultivé et le reste des systèmes cultivés, entre les deux systèmes plantés et entre la culture mono et mixte. Les résultats indiquent que les zones humides à écoulement hybride plantées ont obtenu de meilleurs résultats en éliminant les MES (90.51% par Typha latifolia), la DBO5 (95.04% par la culture mixte), la DCO (84.54% par la culture mixte), le NO2- (90.93% par la culture mixte), le NH4+ (99,98% par la culture mixte) et le PO43- (86.28% par Typha latifolia) par rapport au lit non planté pour les mêmes paramètres (88.43%, 93.30%,78.98%, 85.59%, 99.80%, et 80.15%), respectivement. La concentration de NO3− dans l'effluent a enregistré la plus forte augmentation dans l'unité verticale plantée en culture mixte de 0.44 à 1.0389 mg / L et a diminué à la deuxième étape à 0.353 mg / L à la sortie du système non planté, en raison de la forte concentration de NO3- dans le système vertical résultant de la transformation de NH4+ en NO3- en raison des conditions aérobies présentes à l'intérieur du système. Il est nécessaire de renforcer le traitement biologique par les bactéries anaérobies. Bien que l'élimination de la matière organique et des nutriments dans la deuxième étape du système à écoulement hybride ait été très limitée en raison de la pré-élimination dans le système vertical. Cependant, Typha latifolia et Canna indica ont démontré leur grande capacité à éliminer la matière organique et les nutriments par le système à écoulement hybride dans des conditions climatiques arides. Au cours de cette étude, une augmentation des valeurs de la CE, de la concentration de salinité et des SDT a été enregistrée en raison de l'évapotranspiration élevée dues aux conditions climatiques arides. Cela nécessite des solutions supplémentaires pour éliminer la forte concentration de sels dans l'eau traitée. Sur la base des résultats obtenus, il est proposé de concevoir un système à écoulement hybride de traitement des eaux usées pour le rejet final de la région de Zaouia El Abidia à Touggourt afin de protéger le canal de Oued Righ. Enfin, il est possible d'utiliser des plantes aquatiques locales dans des systèmes de zones humides artificielles dans les zones arides. Cependant, il est important de prendre en compte les caractéristiques physiques et chimiques des eaux usées ainsi que les conditions climatiques lors de la phase de conception de ces systèmes.

Constructed Wetlands systems provide an economical alternative to wastewater treatment in developing countries. Therefore, in order to achieve the objectives of the study related to the removal of organic matter and nutrients in municipal wastewater from the city of Touggourt using local aquatic plants in arid conditions, we prepared an experimental hybrid flow constructed wetland system consisting of a vertical system followed by a horizontal system at the Touggourt WWTP planted with Canna indica and Typha latifolia plant species in mono and mixed cultures. For one year (2021), this study included a comparison between the unplanted system and the rest of the cultivated systems, between the two planted systems, and between mono and mixed cultures. The results indicate that the planted artificial wetlands obtained better results in removing TSS (90.51% by Typha latifolia), BOD5 (95.04% by mixed culture), COD (84.54% by mixed culture), NO2- (90.93% by mixed culture), NH4+ (99.98% by mixed culture), and PO43- (86.28% by Typha latifolia) compared to the unplanted bed for the same parameters (88.43%, 93.30%, 78.98%, 85.59%, 99.80%, and 80.15%), respectively. The concentration of NO3- in the effluent recorded the highest increase in the VFCW unit planted with mixed culture, from 0.44 to 1.0389 mg/L, and decreased to 0.353 mg/L at the second stage at the outlet of the unplanted system, due to the high concentration of NO3- in the vertical system resulting from the transformation of NH4+ to NO3- under aerobic conditions present inside the system. It is necessary to enhance the biological treatment using anaerobic bacteria. Although the removal of organic matter and nutrients in the second stage of the hybrid flow constructed wetland system was very limited due to pre-elimination in the vertical system, Typha latifolia and Canna indica have demonstrated their great capacity to remove organic matter and nutrients through the hybrid flow constructed wetland system under arid climatic conditions. During this study, an increase in EC values, salinity concentration, and TDS was recorded due to high evapotranspiration caused by the climatic conditions and high temperatures. This requires additional solutions to eliminate the high concentration of salts in the treated water. Based on the results obtained, it is proposed to design a vertical-horizontal hybrid wastewater treatment system for the final discharge in the Zawiya al-Abidiya region in Touggourt, in order to protect the Wadi Righ canal. Finally, it is possible to use local aquatic plants in artificial wetland systems in arid areas. However, it is important to consider the physical and chemical characteristics of wastewater as well as climatic conditions during the design phase of these systems.