إنجاز أحواض ترشيح بنبات القصب للمياه المستعملة من أجل الري الزراعي

Abstract

تهدف هذه الدراسة إلى إنجاز أحواض الحصى والرمل المزروعة بنبات القصب لمعالجة المياه المستعملة وتقييم مدى فعاليتها وتكلفتها الاقتصادية، بغرض إعادة استخدام المياه المعالجة في الري الزراعي، في ظل شح تساقط الأمطار بسبب التغير المناخي والاحتباس الحراري. يمكن لأنظمة الفلترة النباتية أن تشكل بديلًا فعّالًا ومستدامًا لمعالجة المياه المستعملة واستعمالها في السقي الزراعي من أجل ضمان الأمن الغذائي. تم تنفيذ الدراسة ضمن مشروع تجريبي من خلال إنشاء حوضي فلترة متماثلين في الحجم والتركيب، أحدهما مزروع بنبات القصب (Phragmites australis)، والآخر غير مزروع يُستخدم كحوض مرجعي. اعتمد تصميم الفلاتر على طبقات متراصة من الحصى والرمل، لضمان توزيع مناسب للتدفق وتحقيق تهوية فعّالة، وتم وضع أنابيب مثقوبة في أسفل الحوض بميلان 1%. وقد تمت تغذية النظام بثلاثة أنواع من المياه المستعملة خضعت للمعالجة الأولية، وتمت مراقبة خصائص المياه المعالجة باستخدام مجموعة من المؤشرات الفيزيائية والكيميائية والمكروبيولوجية، شملت: DCO، DBO₅، المواد العالقة (MES)، Ph ، الموصلية، العكارة، ودرجة الحرارة، إضافة إلى مدى إزالة الكائنات الممرضة. أظهرت النتائج أن الفلتر النباتي المزروع قد حقق نسب إزالة تجاوزت 80% في معظم المؤشرات، حيث انخفضت قيمة DCO من 800 إلى 160 ملغ/ل، وDBO₅ من 400 إلى 60 ملغ/ل، وMES من 280 إلى 20 ملغ/ل، كما انخفضت العكارة من 60 إلى 5 NTU، واستقر مؤشر pH بين 7.5 و7.2، وسُجّل تراجع طفيف في الموصلية من 1900 إلى 1650 µS/cm، مع تحسن ملحوظ في الخصائص الجرثومية. كما أبان النظام عن قدرة عالية على التكيف مع مياه الصرف، وسجّل عائد اقتصادي يُقدّر بـ 11,000.00 دج عن إنجاز كل متر مربع من الحوض، مما يجعله خيارًا بيئيًا واقتصاديًا واعدًا.

Cette étude vise à mettre en œuvre des bassins filtrants à gravier et à sable plantés de Phragmites australis (roseau commun) pour le traitement des eaux usées, et à évaluer leur efficacité et leur viabilité économique en vue de la réutilisation des eaux traitées pour l'irrigation agricole. Cette approche est particulièrement pertinente dans le contexte de la diminution des précipitations due au changement climatique et au réchauffement climatique. Les systèmes de filtration plantés offrent une alternative durable et efficace pour le traitement et la réutilisation des eaux usées, contribuant ainsi à la conservation de l'eau et à la sécurité alimentaire. L'étude a été réalisée dans le cadre d'un projet expérimental impliquant la construction de deux bassins de filtration de taille et de structure identiques : l'un planté de Phragmites australis, l'autre non planté pour servir de référence. Les filtres ont été conçus avec des couches successives de gravier et de sable pour assurer une bonne distribution du débit d'eau et une bonne aération. Des tuyaux perforés ont été placés au fond de chaque bassin avec une pente de 1 %. Le système a été alimenté par trois types d'eaux usées prétraitées, et l'eau traitée a été analysée selon divers paramètres physiques, chimiques et microbiologiques, notamment : DCO, DBO₅, matières en suspension (MES), pH, conductivité électrique, turbidité, température et efficacité d'élimination des agents pathogènes. Les résultats ont montré que le filtre planté a atteint des taux d'élimination supérieurs à 80 % pour la plupart des indicateurs. Plus précisément, la DCO a chuté de 800 à 160 mg/L, la DBO₅ de 400 à 60 mg/L et les MES de 280 à 20 mg/L. La turbidité a diminué significativement, passant de 60 à 5 NTU, le Ph s'est stabilisé entre 7,5 et 7,2, et la conductivité électrique a légèrement diminué, passant de 1 900 à 1 650 µS/cm. De plus, une amélioration notable de la qualité microbienne a été observée. Le système a démontré une forte adaptabilité à diverses sources d'eaux usées, avec un rendement financier estimé à 11 000 DZD par mètre carré de surface de filtre construite, le positionnant comme une solution prometteuse, respectueuse de l'environnement et économiquement viable.

This study aims to implement gravel and sand filter basins planted with Phragmites australis (common reed) for the treatment of wastewater, and to assess their effectiveness and economic viability with the goal of reusing treated water for agricultural irrigation. This approach is particularly relevant in the context of decreasing rainfall caused by climate change and global warming. Planted filtration systems offer a sustainable and efficient alternative for wastewater treatment and reuse, contributing to water conservation and food security. The study was carried out as part of an experimental project involving the construction of two filtration basins identical in size and structure: one planted with Phragmites australis and the other left unplanted to serve as a reference. The filters were designed using successive layers of gravel and sand to ensure proper water flow distribution and aeration. Perforated pipes were placed at the bottom of each basin with a 1% slope. The system was supplied with three types of pre-treated wastewater, and the treated water was analyzed using a range of physical, chemical, and microbiological parameters including: COD, BOD₅, suspended solids (TSS), pH, electrical conductivity, turbidity, temperature, and pathogen removal efficiency. The results showed that the planted filter achieved removal rates exceeding 80% in most indicators. Specifically, COD dropped from 800 to 160 mg/L, BOD₅ from 400 to 60 mg/L, and TSS from 280 to 20 mg/L. Turbidity decreased significantly from 60 to 5 NTU, Ph stabilized between 7.5 and 7.2, and electrical conductivity slightly decreased from 1900 to 1650 µS/cm. Additionally, a notable improvement in microbial quality was observed. The system demonstrated strong adaptability to various wastewater sources, with an estimated financial return of 11,000 DZD per square meter of constructed filter area, positioning it as a promising eco-friendly and economically viable solution.