Thesis (MTech (Food Technology))--Cape Peninsula University of Technology, 2012. / The expansion of the South African olive processing industry has brought an increased threat to the environment. More production activities lead to more wastewater generation that requires more costly treatment. Regulatory bodies concerned with the release of effluents into the environment are imposing evermore-restrictive guidelines. With this information in mind, the South African olive industry is facing a significant challenge of maintaining economic competitiveness while becoming more environmentally benign. To begin addressing this challenge, the olive processing industry must develop and implement new, more effective, tailored treatment technologies to remediate olive wastewater prior to its release into the environment. In this study, the use of indigenous olive wastewater biofilms in combination with a rotating biological contactor (RBC) was investigated for possible bioremediation purposes. The development of microbial biofilms resulted in the breakdown of the hazardous chemical compounds present in the olive wastewater, i.e. reducing the chemical oxygen demand (COD) and polyphenol content. Results showed that indigenous microorganisms within table olive and olive mill wastewater have a strong tendency to form biofilms. Furthermore, when these biofilms are applied to a small-scale RBC system, significant lower levels of both COD (on average 55% for table olive wastewater (TOWW) and 46% for olive mill wastewater (OMWW) and total phenol (on average 51% for TOWW and 39% for OMWW) were obtained. Results from shocking the biofilms with chemicals routinely used during olive processing indicates that most have a negative effect on the biofilm population, but that the biofilms are able to survive and recover in a relatively short time. This study confirms the potential application of indigenous biofilms found in olive wastewater streams for future bioremediation technologies that form the basis for the development of an eco-friendly, easy-to-manage, low cost technologies specifically designed for the small South African olive processing industry.

Hydrogen production by photosynthetic bacteria occurs under illumination in the presence of anaerobic atmosphere from the breakdown of organic substrates, which is known as photofermentation. In this study, single-stage and two-stage process development were investigated for photofermentative hydrogen production from olive mill wastewater by Rhodobacter sphaeroides O.U.001 within indoor and outdoor photobioreactors. It was proven that diluted olive mill wastewater (OMW) could be utilized for photobiological hydrogen production as a sole substrate source. However, pretreatment of the system is needed to reduce the dark color and bacteriostatic effects of OMW. In this study, several two stage processes including pretreatment of OMW followed by photofermentation were investigated to increase the hydrogen production yields in addition to the significant remediation of OMW. Explored pretreatment methods contain chemical oxidation with ozone or Fenton&rsquo / s reagent, photodegradation by UV radiation, adsorption with clay or zeolite and dark fermentation with acclimated or non-acclimated sewage sludge. Among these different two-stage processes / clay treatment method resulted the highest hydrogen production capacity. As a result of clay pretreatment, 65% of the initial color and 81% of the phenolic content were decreased. Hydrogen production capacity was 16 LH2/LOMW without pretreatment, while it was enhanced up to 29 LH2/LOMW by two-stage processes. Moreover, clay pretreatment process made it possible to utilize highly concentrated OMW (50% and 100%) media for hydrogen production and for remediation. On the aspects of environment, treatment of OMW was achieved in the present work. The final composition of the organic pollutants in the effluent of two-stage processes was below the wastewater discharge limits. The overall results obtained throughout this study may open a new opportunity for the olive oil industry and for the biohydrogen area as a result of the effective biotransformation of OMW into hydrogen gas and valuable by-products.

Τα υγρά παραπροϊόντα των ελαιοτριβείων (Olive Mill Wastewater, OMW) ή αλλιώς ο κατσίγαρος αποτελούν το κύριο παραπροϊόν της παραγωγικής διαδικασίας του ελαιόλαδου. Αποτελούν έναν από τους σημαντικότερους παράγοντες περιβαλλοντικής ρύπανσης, όπου οι τεράστιες επιπτώσεις τους οφείλονται κυρίως στα φυσικοχημικά τους χαρακτηριστικά. Αν και η απόρριψη ή η ενσωμάτωση των υγρών παραπροϊόντων στο έδαφος αποτελεί μια εναλλακτική μέθοδο επεξεργασίας και αξιοποίησης τους, εντούτοις οι αντιμικροβιακές και φυτοτοξικές ιδιότητες τους δυσχεραίνουν την υλοποίηση της. Παράλληλα όμως η εκμετάλλευση ορισμένων ιδιοτήτων τους συντελεί στη διερεύνηση πρωτότυπων, εναλλακτικών και οικολογικών τρόπων καταπολέμησης διαφόρων φυτοπαθογόνων μικροοργανισμών. Σύμφωνα με την πλειονότητα των βιβλιογραφικών αναφορών τα παραπροϊόντα αυτά είναι πλούσια σε οργανικά και ανόργανα συστατικά ενώ η βασική αιτία της τοξικής τους δράσης είναι η μεγάλη περιεκτικότητα τους σε φαινολικές ενώσεις. Στην παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή έγινε προσπάθεια εκτίμησης της δράσης τους ενάντια στο φυτοπαθογόνο μύκητα Sphaerotheca fusca με απώτερο σκοπό να διερευνηθεί η όποια φυτοπροστατευτική τους δράση σε φυτά αγγουριού και η συγκέντρωση η οποία θα παρουσίαζε τη μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα χωρίς ταυτόχρονα να προκαλεί φυτοτοξικές αντιδράσεις. Συγκεκριμένα πραγματοποιήθηκε μια σειρά in vitro βιοδοκιμών για τον έλεγχο της φυτοτοξικότητας των υγρών παραπροϊόντων στη βλάστηση σπερμάτων αγγουριού και της εξέλιξης της βλάστησης των κονιδίων του μύκητα, ενώ παράλληλα διεξήχθησαν in vivo και in planta πειράματα για τη μελέτη της εκλεκτικότητας των διαφόρων συγκεντρώσεων των παραπροϊόντων και της ελάχιστης αποτελεσματικής δόσης τους υπό συνθήκες αγρού. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του ελέγχου φυτοτοξικότητας, τα υγρά παραπροϊόντα των ελαιοτριβείων παρουσίασαν έντονη φυτοτοξικότητα ως πυκνό διάλυμα, ενώ η δράση τους περιορίστηκε κυρίως στην επιμήκυνση και τη ζωτικότητα του ριζιδίου. Συγχρόνως προκάλεσαν μια καθυστέρηση τεσσάρων περίπου ημερών στη βλάστηση των σπερμάτων ενώ όσον αφορά τις διάφορες αραιώσεις που δοκιμάστηκαν, διαπιστώθηκε ότι δεν είχαν καμία φυτοτοξική επίδραση ή αντιθέτως η επίδραση τους υπήρξε θετική, προάγοντας την επιμήκυνση του ριζιδίου. Μικροσκοπικές παρατηρήσεις έδειξαν ότι το πυκνό διάλυμα των υγρών παραπροϊόντων παρεμπόδισε την ανάπτυξη του μύκητα για μια περίοδο περίπου μιας εβδομάδας, όταν εφαρμόστηκε μια μέρα πριν την τεχνητή μόλυνση και κάτω από συνθήκες υψηλής πίεσης μολύσματος. Η μείωση του ποσοστού των βλαστημένων κονιδίων και της ανάπτυξης των πρωτογενών και δευτερογενών υφών των κονιδίων και του μυκηλίου αποτελούν προκαταρτικές αποδείξεις της μυκητοστατικής δράσης των υγρών παραπροϊόντων. Τα αποτελέσματα των in vivo και in planta πειραμάτων, τα οποία συνάδουν με αυτά των in vitro βιοδοκιμών που αφορούν την εξέλιξη της βλάστησης των κονιδίων του μύκητα, έδειξαν ότι η προληπτική εφαρμογή των υγρών παραπροϊόντων προκάλεσε την μείωση στην ένταση της ασθένειας όπως επίσης την καθυστέρηση στην έναρξη της, εμφανίζοντας είτε άμεση δράση στα κονίδια του μύκητα είτε έμμεση μέσω του ξενιστή ενεργοποιώντας μηχανισμούς ανοχής των φυτών σε παθογόνα. Συγκρίνοντας τη δράση τους με αυτή του μάρτυρα, αποδείχθηκε ότι η εφαρμογή τους δεν είχε καμία επίδραση στο ρυθμό ανάπτυξης της ασθένειας. Μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα εμφάνισε το πυκνό διάλυμα των υγρών παραπροϊόντων και ειδικότερα μετά από την εφαρμογή εβδομαδιαίων επεμβάσεων. Αξίζει να σημειωθεί ότι η δράση του, κάτω από συνθήκες μειωμένης έντασης μολύσματος, ήταν παρόμοια με αυτήν του θειούχου μυκητοκτόνου Thiovit®. Στα πλαίσια λοιπόν της συγκεκριμένης μεταπτυχιακής διατριβής αποδεικνύεται η προστατευτική δράση των υγρών παραπροϊόντων σε φυτά αγγουριού έναντι του μύκητα Sphaerotheca fusca, η οποία μάλιστα συνοδεύεται από μη φυτοτοξικές επιδράσεις στα υπέργεια όργανα των φυτών. Παρ’όλα αυτά για τη διερεύνηση του ακριβή μηχανισμού ή μηχανισμών δράσης των υγρών παραπροϊόντων, όπως επίσης την εξακρίβωση της εμπλοκής και του ρόλου των φαινολικών ουσιών στη δράση τους, κρίνεται αναγκαία περαιτέρω έρευνα / Olive mill wastewaters (OMW) are the main by-products of olive oil production. Due to their physicochemical characteristics, these wastes constitute one of the major environmental problems. The disposal and the application of OMW to the soil is an alternative method of waste process and utilization. The phytotoxic and antimicrobial properties of OMW, however, prevent the implementation of this method. At the same time, some of the OMW properties contribute to the development of novel and alternative disease-control strategies, with an ecological basis. According to the scientific literature, these wastes contain organic, inorganic and toxic compounds, such as phenolics. The current study aims at the evaluation of olive OMW antifungal activity against Sphaerotheca fusca. The overarching purpose is to investigate the efficacy of OMW in protecting cucumber against powdery mildew, in relation to their concentration and phytotoxicity. Particularly, in vitro bioassays were carried out in order to examine OMW phytotoxicity on cucumber seed germination and their effect on germination progress of S. fusca conidia. In vivo and in planta testings were carried out both to investigate the selectivity of OMW concentrations, and the minimal effective dose in field conditions. OMW showed strong phytotoxicity as undiluted solution. Their activity was restricted to the elongation and growth of the root. OMW caused delay in seed germination by four days, whereas no phytotoxicity reaction occurred at any of the dilutions. In contrast, their activity in a certain dilution was positive, inducing root elongation. Microscopic observations showed that pretreatment of cucumber plants with undiluted OMW, followed by artificial inoculation and under low levels of inoculums, inhibited fungal growth for a week. Both the reduction in conidial germinated rate and the reduction in primary, secondary hyphae and mycelium growth, constitute preliminary evidence of OMW fungistatic activity. The results of in vivo and in planta treatments, which are in accordance with these microscopic observations, indicate that a prophylactic application of OMW reduced the disease severity and caused a delay in disease onset. OMW exerted either a direct effect on the fungal conidia, or acted indirectly, by activating mechanisms of plant tolerance. Despite the delay in disease onset, the rate of disease development was similar compared to the control. OMW were more effective when applied without any prior dilution and especially after a 7-day interval between applications. It is noteworthy that OMW were nearly as effective as sulphur (Thiovit®), under low levels of inoculums. The current study has demonstrated the protective action of OMW against cucumber powdery mildew (Sphaerotheca fusca), followed by the lack of phytotoxic effects on upper plant organs. Further research would be useful to identify the exact mechanism(s) of OMW activity, as well as the role of phenolic compounds in the process.

Στην παρούσα μελέτη διερευνώνται οι πιθανές επιπτώσεις των αποβλήτων που προέρχονται από ελαιοτριβεία τριών φάσεων σε ιστούς του μυδιού Mytilus galloprovincialis. Άτομα που εκτέθηκαν για 5 ημέρες σε διαφορετικές αραιώσεις/συγκεντρώσεις του αποβλήτου παρουσίασαν μεγάλη θνησιμότητα σε αραιώσεις 1/1000 και 1/500, ενώ έκθεση των μυδιών σε μεγαλύτερες αραιώσεις του αποβλήτου (1/1000 και 1/10000), έδειξε μικρότερη θνησιμότητα. Οι υπο-θανατογόνες συγκεντρώσεις του αποβλήτου χρησιμοποιήθηκαν για την εκτίμηση α) της σταθερότητας των λυσοσωμικών μεμβρανών σε αιμοκύτταρα της αιμολέμφου (lysosomal membrane stability/LMS), β) της συχνότητας εμφάνισης μικροπυρήνων (micronuclei frequency/MN) και κυτταρικών ανωμαλιών σε αιμοκύτταρα, γ) της δραστικότητας της ακετυλ-χολινεστεράσης (AChE) στην αιμόλεμφο και τα βράγχια των εκτιθέμενων ατόμων, καθώς και ε) την εκτίμηση των επιπέδων των μεταλλοθειονινών (ΜΤ) στα βράγχια. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, άτομα που εκτέθηκαν σε αραιώσεις 1/1000 και 1/1000 του αποβλήτου, εμφάνισαν σημαντική μείωση του χρόνου αποσταθεροποίησης των λυσοσωμικών μεμβρανών των αιμοκυττάρων τους, με ταυτόχρονη αύξηση της συχνότητας εμφάνισης μικροπυρήνων και κυτταρικών ανωμαλιών. Επιπλέον, σημαντική μείωση της δραστικότητας της AChE παρατηρήθηκε σε όλους τους ιστούς (αιμόλεμφος και βράγχια), σε σχέση με τα αντίστοιχα επίπεδα δραστικότητας που μετρήθηκαν στους ιστούς ατόμων που δεν εκτέθηκαν στο απόβλητο, ενώ σημαντική αύξηση των επιπέδων ΜΤ παρατηρήθηκαν στα βράγχια των εκτιθέμενων ατόμων. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, το υψηλό οργανικό φορτίο, η μεγάλη συγκέντρωση φαινολών, καθώς και η ύπαρξη μεταλλικών στοιχείων μπορεί να ευθύνονται για την πρόκληση των επιβλαβών επιπτώσεων του αποβλήτου σε υδρόβιους οργανισμούς, όπως τα Δίθυρα μαλάκια, προκαλώντας σημαντικές βλάβες τόσο σε κυτταρικό όσο και σε μοριακό επίπεδο. / The present study investigates the biological effects of olive oil mill wastewaters (OMW) on tissues of mussels Mytilus galloprovincialis. Mussels exposed to different quantities of OMW (dilution factors 1/100 and 1/500) for 5 days showed increased levels of mortality, while mussels’ mortality observed after exposure to lower quantities of the OMW (dilution factors 1/1000 and 1/1000) was negligible. According to the latter, prepathological alterations occurred in tissues of mussels exposed to sub-lethal concentrations of OMW were further investigated with the use of stress-indices, such as lysosomal membrane stability (via the neutral red retention time assay/NRRT), acetylcholinesterase (AChE) activity, metallothionein (MT) content and micronuclei frequency (MN). According to the results of the present study, decreased NRR time values and significantly elevated levels of MN and nuclear abnormalities were observed in haemocytes of exposed mussels in each case. Moreover, mussels exposed to either 1/1000 or 1/10000 diluted OMW showed significantly decreased levels of AChE activity in haemolymph and gills, as well as increased MT levels in gills, compared with levels measured in the respective tissues of control mussels. The results of the present study indicates that biological effects of OMW could be due to the high organic loading toxicity of OMW, its high levels of phenolic compounds, as well as the presence of metallic anions, thus giving rise to the hypothesis that short-time exposure of marine organism to OMW could resulted in the induction of severe cytotoxic and genotoxic damage.

En Tunisie, l’extraction d’huile d’olives génère d’énormes quantités de sous-produits oléicoles : les grignons d’olives et les margines. De ce fait, la valorisation de ces sous-produits par deux voies (thermique et physicochimique) a été réalisée. Le premier volet concerne une nouvelle alternative qui consiste à utiliser les margines en mélange avec une matrice solide pour constituer un combustible de biomasse. La sciure et les grignons d’olives (GO) ont été choisis comme matrice d’absorption à moindre coût. Lors des essais de combustion, le bilan de carbone augmente avec l’augmentation de température, accompagné d’une augmentation du monoxyde de carbone et des composés organiques volatils. Toutefois, il a été mis en évidence la nécessité de travailler avec un temps de séjour plus élevé pour minimiser l’émission des imbrûlés. Ce procédé d’imprégnation est une technique prometteuse de réduction des impacts environnementaux de margines. Le mélange GO/margines ayant un taux d’imprégnation ≤ à 28% a montré un comportement similaire à ceux des grignons d’olives sous inerte et sous air. L’utilisation de ce mélange GO/margines semble être une solution pour la Tunisie puisque la ressource est présente et permettra d’augmenter les rendements des exploitations. Quant à la valorisation physicochimique des grignons d’olives, elle a été dédiée à l’étude de l’adsorption du nickel et du cuivre. L’étude de piégeage de ces métaux dans les cendres a révélé que le nickel et le cuivre se volatilisent peu ou ne se volatilisent pas. Ces métaux sont très faiblement solubles par lixiviation des cendres. En conséquence, le transfert vers l’atmosphère et l’environnement est alors inexistant ou minimal. / In Tunisia, oil extraction industry generates high amount of two by-products: an aqueous effluent (Olive Mill WasteWater) and a solid residue (Olive Mill Solid Waste). Two recovery pathways (thermal and physicochemical) were performed to reduce these wastes. Firstly, a combined process which includes impregnation on low-cost renewable absorbents and an energetic recovery via combustion was studied. Olive Mill Solid Waste (OMSW) and sawdust were chosen as absorbent of OMWW. During combustion tests, carbon balance increases with temperature increasing followed by an increase of CO and VOC emissions. Nevertheless, it was necessary to increase the residence time of gas in order to reduce the unburned compounds in the exhaust. This process may be a promising issue to reduce OMWW environmental impact. The mixture of OMSW/ OMWW with mass ratio of OMWW close to 28%wt shows a similar behaviour to original OMSW under inert and oxidative atmospheres. It seems that the use of this mixture of OMSW/OMWW may be a solution for Tunisia since the resource is abundant and may increase farm yields. The physico-chemical way of OMSW recovery focused on the removal of nickel and copper from wastewaters. The trapping of these metals in the ash reveals that nickel and copper are low volatilized. Moreover, these metals are not soluble during leaching. Consequently, their transfer to the atmosphere and the environment is minimal.

Cotton stalk lignin extractions were performed via alkaline methods at different conditions. Crude and post treated cotton stalk lignins, olive mill wastewater and garlic stalk juice were examined in terms of antimicrobial activity. Antimicrobial lignin was isolated depending on alkaline extraction conditions. Lignin extracted at 60&deg / C exhibited significant antimicrobial effect towards both Escherichia coli and Bacillus pumilus. However different post treatments such as ultrasonication and TiO2-assisted photocatalytic oxidation did not result in antimicrobial compounds. Olive mill wastewater and garlic stalk juice exerted substantial antimicrobial effects towards tested microorganisms. Xylan-based biodegradable films containing lignin, garlic stalk juice, tannic acid and olive mill wastewater were characterized against both B. pumilus and E. coli by means of their antimicrobial activities. E. coli exhibited lesser sensitivity to all tested antimicrobial xylan films except tannic acid-integrated xylan film than B. pumilus. Antimicrobial lignin integrated-xylan film exhibited stronger effect towards tested microorganisms than tannic acid-integrated film. In the case of both antimicrobial lignin and tannic acid integrated xylan films, 4% was found to be the maximum antimicrobial compound percentage in film forming solutions to observe continuous film formation. Lignin samples with/without antimicrobial activity were characterized by means of their chemical structure via FTIR and LC-MS. FTIR results revealed that cotton stalk lignins were significantly broken down via alkaline treatment and this breakdown resulted in the formation of new fractions and also ester &amp / ether bonds between antimicrobial hydroxycinnamic acids and lignin were cleaved during the alkaline treatments of cotton stalk lignins. By FTIR results, C=C bonds were found to be characteristic for antimicrobial lignin sample and it was suggested that these bonds might be the reason of the antimicrobial activity. By LC-MS qualitative mass analysis, antibacterial lignin fractions were found to be quite different from non-antibacterial lignin fractions. LC-MS results indicated that the antimicrobial lignin fractions might be lignin-derived oligomers and/or might be flavonoids. Cotton stalk lignin fractions demonstrated different antimicrobial activities depending on the method of isolation and chemical treatment.

Τα υγρά απόβλητα ελαιοτριβείου (ΥΑΕ) παράγονται κατά την εξαγωγή του ελαιόλαδου από τα παραδοσιακά και τα φυγοκεντρικά ελαιοτριβεία τριών φάσεων. Τα ΥΑΕ έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά τα οποία εξαρτώνται από τη διαδικασία παραγωγής και τον τύπο των ελιών που χρησιμοποιούνται. Τα περισσότερα ελαιοτριβεία στην Ελλάδα χρησιμοποιούν την τριφασική διαδικασία εξαγωγής του ελαιόλαδου. Παρόλα αυτά, κάποια καινούρια χρησιμοποιούν τη διφασική διαδικασία εξαγωγής του ελαιολάδου. Παραδοσιακά ελαιοτριβεία συνεχίζουν να υπάρχουν, αλλά σε μικρότερη έκταση. Τα ΥΑΕ αποτελούν ένα σημαντικό πρόβλημα για την περιοχή της Μεσογείου, όπου παράγεται το 95 % της παγκόσμιας παραγωγής ελαιολάδου, εξαιτίας της υψηλής τους συγκέντρωσης σε χημικά απαιτούμενο οξυγόνο (ΧΑΟ) και της ικανότητάς τους να αντιστέκονται στη βιοαποδόμηση εξαιτίας της υψηλής τους περιεκτικότητας σε φαινολικές ενώσεις. Αυτές οι ενώσεις οφείλονται για το μαύρο χρώμα και τις φυτοτοξικές και αντιβακτηριδιακές ιδιότητες των ΥΑΕ. Διάφορες φυσικοχημικές μέθοδοι έχουν προταθεί για την επεξεργασία των ΥΑΕ, συμπεριλαμβανομένων της απλής συμπύκνωσης, της επίπλευσης και καθίζησης, της εξάτμισης και της χρήσης επιλεγμένων μεμβρανών, της ουδετεροποίησης με την προσθήκη H2SO4, της οξείδωσης με O3 και αντιδραστήριο Fenton, καθώς επίσης και την επαναχρησιμοποίηση των ΥΑΕ με διασκορπισμό σε αγροτικά εδάφη σαν λίπασμα. Σε ότι αφορά τις βιολογικές μεθόδους, οι αναερόβιες βιολογικές διεργασίες είναι ιδιαίτερα αποδοτικές εξαιτίας των γνωστών πλεονεκτημάτων που εμφανίζουν και σχετίζονται με την εξοικονόμηση ενέργειας και χημικών και της μικρής παραγωγής λάσπης, ειδικότερα όταν αφορά την επεξεργασία αποβλήτων με υψηλή συγκέντρωση ΧΑΟ. Η εποχιακή λειτουργία των ελαιοτριβείων (Νοέμβριος – Φεβρουάριος) δεν αποτελεί μειονέκτημα για τις αναερόβιες διεργασίες εξαιτίας των χαμηλών παρατηρούμενων ρυθμών αποδόμησης των μεθανογόνων μικροοργανισμών και της εύκολης επαναλειτουργίας των αναερόβιων χωνευτήρων μετά από αρκετούς μήνες μη λειτουργίας. Παρόλο που η αναερόβια χώνευση χρησιμοποιείται κατά κύριο λόγο για τη μείωση του υψηλού οργανικού φορτίου των ΥΑΕ, η παρουσία ενώσεων στα ΥΑΕ τοξικών προς τους μεθανογόνους φαίνεται να είναι ένα σημαντικό πρόβλημα για την αναερόβια επεξεργασία των ΥΑΕ. Μία προσέγγιση στο πρόβλημα θα ήταν η αραίωση του αποβλήτου ώστε να μειωθεί η συγκέντρωση των φαινολικών ενώσεων και των λιπαρών οξέων. Σε αυτή την περίπτωση εξετάζεται και η απομάκρυνση των στερών του αποβλήτου πριν την αναερόβια χώνευση. Μία δεύτερη προσέγγιση θα ήταν η εφαρμογή αερόβιας προεπεξεργασίας του αποβλήτου ώστε να απομακρυνθούν ενώσεις που είναι τοξικές για τα μεθανογόνα βακτήρια. Πιο συγκεκριμένα, ένα πρώτο στάδιο αερόβιας προεπεξεργασίας του ΥΑΕ με μύκητα λευκής σήψης, έχει προταθεί ως η πιο κατάλληλη μικροβιακή διεργασία προεπεξεργασίας για την επιλεκτική απομάκρυνση των φαινολικών. Στόχος της παρούσας διατριβής ήταν να μελετηθεί η ικανότητα του μύκητα λευκής σήψης Pleurotus ostreatus κάτω από άσηπτες ή μη συνθήκες να λειτουργήσει σε έναν καινοτόμο βιοαντιδραστήρα καθοδικής ροής και να διευρενηθεί η αποδοτικότητα εναλλακτικά της αραίωσης ή/και της προεπεξεργασίας στην αναερόβια χώνευση ΥΑΕ σε αναδευόμενο μεσόφιλο αντιδραστήρα. Επίσης, μελετήθηκε η αναερόβια χώνευση ΥΑΕ σε αντιδραστήρα τύπου ASBR και αντιδραστήρα PABR, αντίστοιχα. Μία καινοτόμος μέθοδος ακινητοποίησης των μυκήτων αποδείχτηκε κατάλληλη για την ανάπτυξη μιας αποδοτικής διεργασίας προεπεξεργασίας για την απομάκρυνση των φαινολικών. Η αναερόβια χώνευση είναι η πιο αποδοτική διεργασία για την επεξεργασία υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείου. Παρόλα αυτά, αραίωση ή/και κάποιου τύπου προεπεξεργασία είναι απαραίτητη για την αποφυγή τοξικότητας των φαινολικών στους μεθανογόνους. Θερμική προεπεξεργασία ακολουθούμενη από καθίζηση ώστε να απομακρυνθεί το στερεό περιεχόμενο, από την άλλη, αποδείχτηκε ένας μη επιθυμητός τρόπος προεπεξεργασίας. Επιπλέον, αραιωμένο ΥΑΕ 1:1, χωρίς την απομάκρυνση των στερεών μπορεί να υποστεί επεξεργασία αποδοτικά σε υδραυλικό χρόνο παραμονής 30 ημέρες, εξασφαλίζοντας σταθερή παραγωγή βιοαερίου. Βιολογική προεπεξεργασία με μύκητα μπορεί να οδηγήσει σε σταθερή διεργασία σε υδραυλικό χρόνο παραμονής 30 ημέρες. Η αναερόβια επεξεργασία του αποβλήτου σε αντιδραστήρα ASBR είναι εφικτή με ισοδύναμο χρόνο παραμονής 30 ημερών χωρίς να αραιωθεί το απόβλητο. Η επεξεργασία σε αντιδραστήρα PABR είναι ωστόσο πιο αποδοτική εξαιτίας του σχεδόν κατά μία τάξη μεγέθους μικρότερο υδραυλικού χρόνου παραμονής (3.75 ημέρες), που αυτός μπορεί να λειτουργήσει και της μεγαλύτερης απόδοσης του σε βιοαέριο. Το αναερόβια επεξεργασμένο απόβλητο μπορεί να καταστεί κατάλληλο για διάθεση μετά από κατάλληλη επεξεργασία μεμβρανών (συνδυασμός υπερδιήθησης και αντίστροφης όσμωσης). / Olive mill wastewater (OMW) is produced during the extraction of oil from the olive fruit by the traditional mill and press process. ΟΜW has a wide range of characteristics depending on the type of the mill and the type of olive and equipment employed. Most of the mills in Greece use a 3-phase extraction process. However, some of the newer ones use the 2-phase extraction process. Traditional mills are still present but to a limited extent. OΜW treatment and disposal has become a critical environmental problem in the Mediterranean area that accounts for approximately 95% of the world olive oil production. This is because of its high organic chemical oxygen demand (COD) concentration, and because of its resistance to biodegradation due to its high content in phenolic compounds. These compounds are responsible for its dark color, and its phytotoxic and antibacterial properties. Various physico-chemical methods have been proposed for treating OMW, including simple evaporation, flotation and settling, vaporization and use of selected membranes, neutralization with addition of H2SO4, oxidation by O3 and Fenton reagent, as well as reuse of the OMW by spreading onto agricultural soil as an organic fertilizer. As far as biological processes are concerned, anaerobic biological processes are particularly suitable because of their well known advantages related to energy and chemicals saving and to the low production of sludge, especially when it comes to treatment of high COD wastewaters. The seasonal nature of the operation of olive mills (typically November to February) is not a disadvantage for anaerobic processes because the observed decay rates for methanogens are very low and a digester can be easily restarted following several months of shut-down. Although anaerobic digestion may be in principle used for reducing the high organic content of OMW, the presence of compounds toxic to methanogens in OMW appears to be a significant problem for the anaerobic digestion of OMW. One approach to the problem has been to sufficiently dilute the OMW to reduce the concentration of phenolics and fatty acids. In this case, the possibility of prior solids removal needs to be examined. A second approach has been the use of aerobic pretreatment of OMW to remove compounds that are toxic to methanogenic consortia. In particular, a preceding aerobic treatment of OMW with white-rot fungi, has been proposed as the most suitable microbial pretreatment process for the selective removal of phenolics. The aim of the present study was to study the ability of the white rot fungus Pleurotus ostreatus under aseptic or non aseptic conditions to function in a novel trickling filter immobilized fungi bioreactor and to investigate the feasibility of alternative dilution and/or pretreatment processes for the anaerobic digestion of olive-mill wastewater in a stirred tank mesophilic digester. The anaerobic digestion of OMW in an anaerobic sequencing batch reactor (ASBR) and in a periodic anaerobic baffled reactor (PABR) was also studied. A novel fungi immobilization method proved very suitable for the development of an efficient pretreatment process for phenolics removal. Anaerobic digestion is the most effective process for the treatment of olive mill wastewater. However, dilution and/or some type of pretreatment are necessary to avoid toxicity of the phenolics on the methanogens. Thermal pretreatment followed by sedimentation to remove the solids content, on the other hand proved to be an undesirable type of pretreatment. Diluted 1:1 raw OMW on the other hand, without any solids removal, can be effectively treated at an HRT of 30d, securing a stable high biogas yielding operation. Biological pre-treatment with fungi may lead to a stable process at an HRT of 30d. Anaerobic digestion of OMW using an ASBR (anaerobic sequencing batch reactor) is feasible at an equivalent HRT of 30d with the advantage that it can treat nondiluted wastewater. Treatment in a PABR, however, is much more effective as it requires an order-of –magnitude lower HRT ( 3.75 d) and yields large amounts of biogas. The anaerobically treated effluent is still not suitable for disposal. A membrane process such as reverse osmosis may be effectively used to render the anaerobically treated wastewater readily disposable.