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Suspended solids settling and half removal time in stabilization ponds (Tunisia)
No full textSettling is one of the processes occurring in waste stabilization ponds (WSP). Part of suspended solids (SS) is removed by sedimentation but very often the efficiency of WSP is presented without making a difference between settling and biological processes. In this way the WSP is seen as a black box process. This work presents an experimental approach to the study of the removal of wastewater suspended solids in a test column in order to improve our knowledge of the settling process in ponds. These results show that the settling test in columns can be used to estimate the half removal time (t50) for the study of settling characteristics of suspended solids in wastewater stabilization ponds.The aim of this study was to determine the half removal time (t50) in anaerobic, facultative and maturation ponds, and in the influent to these ponds, at the experimental wastewater treatment plant of CERTE (Recycling and Treatment Center of Wastewater in Tunisia), by a column settling test. The experiments lasted between 15 and 120 min. The column was 2 m high with sampling systems at various depths: 40, 80, 120, 160 and 200 cm. Half-removal suspended solids time t50 was defined as the time at which 50% of SS was removed. Models derived from the scientific literature were used to interpret the experimental data. The experimental results demonstrated that higher suspended solids concentrations in the influent led to shorter t50 values and better settling.En lagunage le processus de décantation des matières en suspension constitue un des mécanismes du traitement. Une partie des matières en suspension (MES) est éliminée par sédimentation. Cependant, les rendements des installations sont souvent présentés sans faire la distinction entre la sédimentation et les processus biologiques. En ce sens la lagune est vue comme une boîte noire, et il paraît important de mieux chiffrer la contribution de la décantation sur le rendement global.Ce travail présente une approche expérimentale de l’étude de l’élimination des matières solides dans les eaux usées par le biais d’un test réalisé dans une colonne de décantation en vue de mieux comprendre et d’améliorer les processus de décantation dans les bassins. L’objectif de cette étude était de déterminer le temps de demi-décantation (t50) au moyen d’essais de décantation en colonne sur des échantillons prélevés dans les lagunes anaérobies, facultatives, de maturation ainsi que dans l’influent de la station expérimentale des eaux usées domestiques du CERTE en Tunisie. Ces essais ont permis de déterminer le t50, qui représente le temps de décantation au bout duquel nous observons 50 % d’élimination des matières en suspension. La colonne utilisée a 2 m de hauteur et est munie d’un système d’échantillonnage à différentes profondeurs : 40, 80, 120, 160 et 200 cm. Les temps de prélèvement sont de 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105 et 120 min. Des modèles décrits dans la littérature scientifique ont été utilisés pour l’interprétation de nos résultats.Nous constatons que dans cette station les concentrations de MES ne changent pas énormément d’un bassin à l’autre et malheureusement ne couvrent pas la gamme des matières en suspension (MES) dans ce type de bassin. Ce sont des eaux plus riches en matières colloïdales qu’en matières solides. Les temps correspondant à 50 % d’élimination calculés selon la méthode de KRISHNAN sont proches de ceux déterminés graphiquement selon la méthode de TAY. Cela suppose que 50 % d’élimination des MES peuvent être obtenus dans la colonne entre 71 et 135 min pour les eaux issues des différents bassins, avec à peu près la même composition d’eau usée. La plus faible valeur de t50 (14 min) est obtenue dans le cas du mélange « surnageant plus sédiment » de la lagune anaérobie avec une concentration élevée en MES.Ainsi, les résultats expérimentaux obtenus montrent que t50 sera d’autant plus petit que la concentration des matières en suspension dans l’influent est élevée, ce qui induit une meilleure décantation. Ces résultats illustrent bien le fait que les essais de décantation en colonne peuvent être utilisés pour estimer le t50 en ce qui concerne l’étude des caractéristiques des suspensions solides dans les systèmes d’épuration des eaux usées. Les étapes suivantes devront porter sur le passage des résultats en colonne aux valeurs utilisables en vraie grandeur
Situation Actuelle de la Réutilisation des Eaux Usées Traitées en Tunisie : Connaissances, Attitudes et Pratiques = Current State of Treated Wastewater Reuse in Tunisia : Knowledge, Attitudes and Practices
No full textInvestigation of Nitrification and Denitrification in the Sediment of Wastewater Stabilization Ponds
No full textÉvaluation des taux d’accumulation et de production de boue dans des bassins de stabilisation sous climat méditerranéen : étude de cas en Tunisie
No full textLes taux d’accumulation, la distribution spatiale ainsi que les caractéristiques chimiques des sédiments ont été étudiés dans une installation de lagunage composée d’un bassin anaérobie, un bassin facultatif et deux bassins de maturation pour le traitement des eaux usées en Tunisie.Le taux d’accumulation ainsi que la distribution des boues au sein de chaque bassin ont été déterminés par mesure directe de l’épaisseur des sédiments correspondants sur 90 à 105 points (selon un maillage de 11 mètres). En tenant compte du volume total de boue déterminé sur les quatre bassins, le taux d’accumulation de sédiments est de 0,029 m3•EH‑1•an‑1 correspondant à un taux d’accumulation de 4,14 kg MS•EH‑1•an‑1. La distribution des boues est loin d’être homogène; les épaisseurs de sédiments les plus importantes sont enregistrées aux entrées et sorties des bassins. L’étude de la variabilité horizontale des caractéristiques des sédiments a été réalisée en considérant deux sites (entrée et sortie) du bassin facultatif (BI) au niveau desquels cinq réplicats de carottes ont été prélevés. Par contre, l’étude de la variation verticale a été réalisée sur des carottes de sédiments qui, après prélèvement, ont été sectionnées en tronçons. Des paramètres chimiques tels que : carbone total (CT), azote total (NT), phosphore total (PT), matières sèches (MS) et matières volatiles (MV) ont été mesurés sur ces échantillons. Les résultats obtenus ont montré que la teneur en matières sèches dans la couche la plus profonde est supérieure à celle dans la couche de surface. Par contre, les teneurs en CT, NT, PT, MV diminuent en fonction de la profondeur.This project studied a stabilization pond system in Tunisia composed of four ponds (one anaerobic, one facultative and two maturation) under a Mediterranean climate. The objectives of this work were to determine the sludge characteristics and to study sediment accumulation and spatial distribution in the various ponds. This work was carried out in a pilot-scale stabilization pond system treating domestic wastewater for 282 person-equivalents (PE). The anaerobic pond was 96 m3 in volume, 3.25 m in depth. The facultative and two maturation ponds were respectively 180, 164 and 147 m3 in volume with mean organic loading rates of 7.6, 4.1 and 3.3 kg BOD5•d‑1 respectively. The characteristics of the influent and effluent (including: suspended solids (SS); volatile suspended solids (VSS); chemical oxygen demand (COD) and biochemical oxygen demand (BOD)) were determined twice-monthly during two months of year 2005. A database of previous studies was used to determine the characteristics of the influent and effluent corresponding to the period 1998-2005.The sludge accumulation rates and distribution were determined by measuring the thickness of the sludge layer at 90 to 105 locations throughout each pond. Considering the total volume of sludge determined for the four ponds, the sediment accumulation rate was 0.029 m3 per person-equivalent per year, corresponding to an accumulation of 4.14 kg dry matter per person-equivalent per year. In the three ponds, the distribution of sludge is uneven, with greater accumulation near the inlet. To study the horizontal variation in the sludge characteristics, two samples with five replicates were collected in the inlet and in the outlet of the facultative pond, whereas, for the vertical variation, sludge cores were collected, then sectioned into slices. Several parameters such as total carbon (CT), total nitrogen (NT), total phosphorus (PT), dry matter (DM) and volatile matter (VM) were measured on these sub-samples. The results show that (DM) content in the deepest layer is higher than that near the surface, whereas CT, NT, PT, VM decrease with depth
A New Mathematical Model for the Accurate Determination of Volatile Fatty Acids Concentration in Anaerobic Digesters
No full textOne of the key success factors for optimal management of anaerobic digestion reactors is to control the volatile fatty acids (VFA)production. This is justified to the extent that at a concentration greater than 3000 mg/l, VFA can inhibit the methanation process. In other words, their concentration is a reliable indicator of reactor stability or stress. Several analysis methods for these VFAhave been developed such as high performance liquid chromatography (HPLC), gas chromatography (GC), colorimetry andvarious titration techniques. The titration technique offers several advantages: it is the simplest, least expensive, fastest, andaccessible to all countries, including developing countries where laboratory equipment’s are generally lacking. The titrationmethod can, therefore, be a useful tool if its reproducibility, precision and interpretation can be improved. The present studyfocused on the development and validation of a new simplified, the improved and accurate titrimetric method for the determination of VFA concentration, sufficiently close to chromatographic methods (GC or HPLC), considered as the goldreference method today. A mathematical model taking into account the main factors affecting the accuracy of VFA concentrationin anaerobic reactors (e.g chemical species, pH, temperature, ion activity coefficients) was developed. Its validation was carriedout using measurements on thirty-three different samples with this new titration method on the one hand and the gas chromatography (GC) method on the other hand. At 99% confidence interval, the VFA concentration determined using this newtitration method/mathematical model were close to those obtained by the GC method with a determination coefficient R2 of 0.97
Biofertilizer and Bioherbicide Potential of Microalgae-Based Wastewater and Diplotaxis harra Boiss for Sustainable Barley Production
No full textThe dual benefit of wastewater and microalgal biomass is a major advantage of high-rate algal ponds, enabling the environmental valorization of these byproducts. This research explored the effect of treated wastewater on the agri-food species Hordeum vulgare (L.) and its associated weed, Emex spinosa (L.) Campd., along with the effects of algal biomass (primarily composed of Closterium, Chlorella, and Scenedesmus spp.) and Diplotaxis harra leaf powder. Initial pot trials applied microalgae and D. harra at 2, 4, and 6 g·kg−1 soil, also confirming that the treated wastewater met reuse standards and did not affect plant growth. The combined treatment at 4 g·kg−1 led to the highest H. vulgare increases in fresh weight (162.71%), root length (73.75%), and shoot length (72.87%), while reducing E. spinosa shoot and root lengths by 30.79% and 52.18%, and fresh weight by 68.24%. Subsequent field experiments using 1.26 t ha−1 of 0.5-cm-applied D. harra and microalgae powders enhanced H. vulgare growth, while reducing the growth of E. spinosa. The reduction in E. spinosa growth was associated with increased electrolyte leakage and malondialdehyde content. These results support the integration of high-rate algal ponds into agriculture, promoting water reuse and reducing reliance on synthetic fertilizers and herbicides in barley production
SITUATION ACTUELLE DE LA RÉUTILISATION DES EAUXUSÉES TRAITÉES EN TUNISIE:CONNAISSANCES, ATTITUDES ET PRATIQUES
No full textette étudea pour objectif de promouvoir l’utilisation des eaux usées traitées (EUT) pour l’irrigation. La méthodologie utilisée dans ce travail est basée sur la réalisation d'enquêtes auprès des agriculteurs utilisant les eaux usées traitées. Une première enquête a permis de faire un état des lieux représentatif de la situation actuelle et de cerner les déficits dans les connaissances, attitudes et pratiques des agriculteurs. Cette première enquête (ENQ1) a été suivie d’une phase de communication et de sensibilisation basée sur la méthode CIV (Campagne Intensive de Vulgarisation). Une deuxième enquête (ENQ2) a été menée dans le but,d’une part, de mesurer l’évolution de quelques indicateurs,tels que les connaissances et les pratiques des EUT,établis lors de l’enquête (ENQ1),et d’autre part, d’évaluer l’efficacité des canaux de transmission adoptés quant àla campagne de sensibilisation,en vue de leur adaptation ultérieure pour des actions similaires. Les résultats de la première enquête ont montré que la majorité des agriculteurs ont des déficits de connaissances et de pratiques relatives à l'utilisation des eaux usées traitées. Cependant, l'évaluation de l'effet de la campagne de sensibilisation sur les agriculteurs a montré que celle-ci a permis une réduction significative (p <0,05) sur certains déficits tels queles connaissances des ressources en eau, des mesures d'hygiène et de la réglementation,ainsi que les pratiques d'utilisation des eaux usées traitées commeles bonnes pratiques d'hygiène. Par contre, l'effet n’a pas été significatif concernant le respect de la réglementation relative à l’accès du bétail sur les aires irriguées par les eaux usées traitée
Avaliação da nitrificação e desnitrificação de esgoto doméstico empregando filtros plantados com macrófitas (wetlands) de fluxos vertical e horizontal: sistemas híbridos
No full textDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pos-Graduação em Engenharia Ambiental.Filtros plantados com macrófitas (wetlands) são sistemas naturais utilizados, principalmente, para o tratamento de esgotos. Apresentam como vantagem o baixo custo de operação, baixo consumo energético e simplicidade operacional, podendo, desta forma, ser aplicados no tratamento de esgotos de residências, empresas, pequenas comunidades e na área rural. Quando se deseja obter um tratamento mais avançado em relação à remoção de nitrogênio, é possível combinar os filtros plantados de fluxo vertical (FPMV) aos de fluxo horizontal (FPMH), conhecidos como sistemas híbridos. Neste contexto, o presente trabalho objetivou avaliar a nitrificação e desnitrificação de esgotos domésticos por meio de sistemas híbridos de filtros plantados com macrófitas. A pesquisa consistiu no estudo de seis unidades piloto de FPMV plantados com Typha domingensis, sendo que estas unidades foram diferenciadas em relação às cargas superficiais aplicadas (variando entre 19,5gSS/m².d e 27,5gSS/m².d e variando entre 10,1gNH4-N/m².d e 14,1gNH4-N/m².d) e em relação à espessura da camada de areia utilizada como material filtrante (30cm e 60cm). Os efluentes destas seis unidades foram conduzidos para dois FPMH (10,0m² e 0,60m de profundidade, cada módulo), também com T. domingensis, que foram diferenciadas pelo material utilizado no leito filtrante (brita e areia), pelo tempo de operação de cada módulo (operando a 1 ano e a 3 anos) e pelas cargas transversais aplicadas (24,7gSS/m².d e 16,1gSS/m².d). Todas as unidades experimentais foram avaliadas ao longo de 1 ano por meio de parâmetros físico-químicos e bacteriológicos do esgoto com a utilização do teste de variância ANOVA. Como resultados obtiveram-se remoções de NH4-N nos FPMV variando entre 56%-74%, entretanto baixas produções de NO3-N foram observadas, concluindo-se que a nitrificação não foi muito efetiva nos FPMV. As análises estatísticas mostraram poucas diferenças nos filtros com diferentes profundidades. Em relação às diferentes cargas aplicadas, não foi encontrada relação entre as mesmas e a nitrificação do sistema. A principal forma de remoção nos FPMV foi atribuída à acumulação de detritos nos poros do material filtrante. Nos FPMH foi observado um melhor desempenho no filtro com areia em termos de NH4-N, DQO, SS e PO4-P, mesmo este estando em operação há mais tempo e apresentando problemas de escoamento superficial em decorrência da colmatação da porção inicial do leito filtrante. As taxas de desnitrificação nos FPMH foram elevadas, entretanto em termos de concentração, as remoções de NO3-N foram baixas devido às baixas concentrações afluentes. Os efluentes das seqüências tecnológicas apresentaram valores que se adéquam à legislação em termos de nitrogênio, podendo ser recomendadas como forma de polimento de estações de tratamento de esgoto que não se enquadrem na legislação
