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Rev. Microbiol. Ind. San et Environn. Vol 7, N°2, p : 211-227 ELoutassi et al.,

Rev. Microbiol. Ind. San et Environn. Vol 7, N°2, p : 211-227 ELoutassi et al., 2013 211 TRAITEMENT PHYSICO-CHIMIQUE ET BIOLOGIQUE D’UN EFFLUENT LAITIER LIQUIDE N. ELOUTASSI1*, B. LOUASTE2, L. BOUDINE2, M. CHAOUCH3 1 Centre Régional des Métiers de l’Education et de la Formation. Fès. Maroc. 2 Laboratoire de Biotechnologie et de Biologie Moléculaire, Département de biologie, Faculté des Sciences Dhar Mhraz. P.B. 1796. Atlas. Fès. Maroc. 3 Laboratoire chimie de l’environnement, Département de Chimie, Faculté des Sciences Dhar Mhraz. P.B. 1796. Atlas. Fès. Maroc. *Auteur de correspondance : Eloutassi Noureddine : Centre Régional des Métiers de l’Education et de la Formation, CRMEF, BP 49, 30000, VN Fès, Maroc. E-mail : eloutassinoureddine@gmail.com RESUME : Les effluents des industries laitières sont parmi les rejets agroalimentaires les plus riches en matière organique. L’unité de transformation de lait de la Ville Rabat/Salè rejette quotidiennement environ 900 m3/j de déchets liquides (dont 7,5 m3/j de lactosérum). Ils constituent une source de pollution redoutable par sa richesse en microorganismes d’une part et de lactose, protéines, vitamines et sels minéraux d’autre part. Les fortes valeurs de la DCO, de l’azote total, du phosphore total, des coliformes fécaux et des streptocoques fécaux en témoignent. Cette étude s’intéresse au traitement de l’effluent laitier par deux procédés différents. Un traitement physico-chimique (coagulation-floculation) à l'aide de sulfate d'aluminium et d'alginate de sodium. Les résultats montrent une diminution d’environ 30% de la demande chimique en oxygène, 49% de la turbidité, 78% des matières en suspension et de 20% du phosphore total. Tandis que le second procédé est un traitement biologique utilisant les souches Pseudomonas fluorescens et Bacillus spp. Ce dernier procédé a présenté une réduction considérable des paramètres étudiés encore mieux que le traitement physico-chimique, avec des fluctuations d’efficacité entre les souches testées. Rev. Microbiol. Ind. San et Environn. Vol 7, N°2, p : 211-227 ELoutassi et al., 2013 212 En conclusion, nous avons mis au point des procédés biotechnologiques, simples, économiques et respectueux de l’environnement pour traiter les rejets de l’industrie laitière et diminuer les facteurs polluants. Mots-clés: Effluent laitier, pollution, traitement physico-chimique, traitement biologique. ABSTRACT : Physico-chemical and biological treatment of a dairy liquid effluent Effluent dairy industries are among the most organic-rich food waste. The milk processing unit of the City Rabat / Salè rejects daily about 900 m3/d of liquid waste (including 7.5 m3/d of whey) They are a source of dangerous pollution by its richness in microorganisms, lactose, protein, vitamins and minerals which is explained by the high values of DCO, total nitrogen, total phosphorus, fecal coliforms and fecal streptococci. This study focuses on the treatment of dairy effluent by two different methods. The first is a physicochemical treatment (coagulation, flocculation) using aluminum sulphate and sodium alginate. The results show a decrease of about 30% of chemical oxygen demand, 49% of turbidity, 78% of suspended solids and 20% of the total phosphorus. While the second process is a biological treatment using Pseudomonas fluorescens and Bacillus spp. This process has shown a significant reduction of the studied parameters even better than the physico-chemical treatment, with fluctuations in efficacy between the strains tested. In conclusion, we have developed biotechnological processes, which are simple, economical and environmentally friendly for treating the discharges of the dairy industry and reduce polluting factors. Keywords: Dairy effluent, pollution, physico-chemical treatment, biological treatment. Rev. Microbiol. Ind. San et Environn. Vol 7, N°2, p : 211-227 ELoutassi et al., 2013 213 INTRODUCTION Généralement les marocains sont de grands consommateurs de lait et de ses dérivés (2700 millions de litres en 2010) selon le Ministère de l’Agriculture et du Développement Rural (2011). La production annuelle est encore en développement ce qui peut entraîner des rejets plus en plus importants qui peuvent constituer non seulement une perte importante de source organique valorisable mais également causer un problème de pollution de l'environnement (Abdili, 2009). Les problèmes environnementaux de l’industrie laitière se manifestent par la variabilité du pH des déchets liquides rejetés et leur richesse en matières organiques et bactériologiques. En effet, différents types de déchets liquides sont produites, on trouve les eaux usées issus des nettoyages de l'équipement et des tuyaux, l'eau de refroidissement, les eaux usées domestiques, le lactosérum acide et sucré (Hamdani et al., 2004. Kumar and Karunakar, 2012). Le lactosérum forme l'effluent le plus polluant des déchets des industries laitières par sa composition biochimique saturé en matière organique (lactose, protéines, acides aminés comme la lysine et le tryptophane, vitamines du groupe B tel que la thiamine et la riboflavine en plus des micro- organismes). Cependant, il est d’une importance indéniable et peut être valorisable à forte valeur ajoutée pour les industriels (Abdili, 2009. Eloutassi et al., 2011. Ruttara, 2012, Spalatelu, 2012). En plus, l’importance de la gestion de ces effluents liquides ne cesse de croître car les déchets organiques entraînent une dégradation physico-chimique et biologique de l'écosystème aquatique (DBO supérieure à 5000 mg/L). Souvent, ils sont la cause d'une croissance excessif des algues et des bactéries qui consomment d’avantage l’oxygène de l'eau menant à la disparition progressive de la faune et de la flore (Foster et al., 2006. Spalatelu, 2012). Rev. Microbiol. Ind. San et Environn. Vol 7, N°2, p : 211-227 ELoutassi et al., 2013 214 Actuellement, les normes environnementales exigent aux industriels l’instauration d’un système de management de l’environnement qui, permet le respect du milieu naturel en contrôlant la composition des rejets et en étudiant son influence sur la faune et la flore du milieu. Plusieurs techniques de traitement des effluents sont utilisées. Le choix entre ces techniques dépend essentiellement des caractéristiques des effluents ainsi que de la nature du milieu récepteur (Ruttara, 2012. Spalatelu, 2012). Par contre, au Maroc et dans la plupart des cas, ces effluents ne sont pas traités et sont déversées directement dans le milieu aquatique (Hamdani et al., 2004. Djekmani 2010). L’objectif de cette étude est la caractérisation qualitative et quantitative de l’effluent laitier global brut de LVRS sur une année et l’évaluation des performances et des limites de son traitement par deux procédés différents ; le traitement physico- chimique appelé coagulation-floculation à l'aide de sulfate d'aluminium et d'alginate de sodium et le traitement biologique qui utilise des microorganismes en suspension la Pseudomonas fluorescens et la Bacillus spp. Nous avons aussi, déterminé les facteurs influençant ces types d’épurations et optimisé les procédés de traitement pour réduire les divers paramètres de la pollution et contrôler l'efficacité de différents tests. MATERIEL ET METHODES 1. Substrats Le substrat est obtenu à partir de rejet de la grande industrie laitière LVRS pendant plusieurs périodes de l’année 2011. Les échantillons ont été prélevés dans des flacons stériles en polyéthylène et transportés au laboratoire dans un délai ne dépassant pas une heure. Ils ont été mélangés et conservés à 4°C jusqu'à usage. La conservation a été faite selon le guide général pour la conservation et la manipulation des échantillons (ISO 5667/3). Rev. Microbiol. Ind. San et Environn. Vol 7, N°2, p : 211-227 ELoutassi et al., 2013 215 2. Caractérisation de lactosérum L'analyse physico-chimique de l’effluent a été réalisée par des méthodes décrites selon les normes ISO 5667/3 (Hamdani et al., 2004). Les analyses ont concernées: la température, le pH, la conductivité, la matière en suspension (MES), la demande chimique en oxygène (DCO), la demande biologique en oxygène (DBO5), les composés azotés (nitrites, nitrates, azote Kjeldhal) et les composés phosphorés (phosphore total). Pour les analyses bactériologiques, nous nous sommes intéressé au dénombrement des streptocoques fécaux sur gélose incubés à 37°C et la numération des coliformes fécaux par la méthode du nombre le plus probable après culture sur bouillon de lactose incubés à 44,5°C (Hamdani et al., 2004 et Campbell et al., 2011). 3. Coagulation et Floculation de l’effluent Différents essais de coagulation et de floculation ont été réalisés sur l’effluent en utilisant un « Jar test » selon le principe suivant : dans une série de béchers contenant l’effluent laitier, on introduit différentes concentrations de l’agent coagulant (le sulfate d'aluminium) en agitant pendant une courte période (200 tours par minute pendant 10 minutes) et à la température ambiante (24 ± 2 °C). Ensuite, le floculant a été ajouté au substrat précédent (2,5 mg/l d'alginate de sodium) avec une légère agitation (40 tours par minute pendant 20 minutes). L'efficacité de ce traitement a été évaluée analytiquement par la surveillance de la turbidité (mesurée en FTU: formazin turbidity unit), de MES, du DCO, de l’azote total, du phosphore total et du nitrate. Tableau I : Différentes concentrations du sulfate d'aluminium dans le «Jar test». Bécher 1 2 3 4 5 6 7 Concentrations du Sulfate d'aluminium (mg/L) 0,5 1 2 4 6 8 10 Rev. Microbiol. Ind. San et Environn. Vol 7, N°2, p : 211-227 ELoutassi et al., 2013 216 4. Traitement biologique de l’effluent Ce traitement est réalisé par l'inoculation (109cell/ml) d'un échantillon de lactosérum (500 ml) soit par Bacillus spp. ou par Pseudomonas fluorescens ou par les deux bactéries à la fois. Cette association est utilisée afin d’étudier l'efficacité des deux bactéries dans le traitement et la dégradation du lactosérum. Ces échantillons ont uploads/Industriel/ traitement-physico-chimique-et-biologique-d-x27-un-effluent-laitier-liquide.pdf