ISO 11734-1995 Water quality - Evaluation of the ultimate anaerobic biodegradability of organic compounds in digested sludge - Method by measurement of the biog.pdf

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1、NORME INTERNATIONALE ISO 11734 Premire dition 1995-12-15 Qualit de leau - valuation de la biodgradabilit anarobie ultime des composs organiques dans les boues de digesteurs - Mthode par mesurage de la production de biogaz Wa ter quality - Evaluation of the “ultima te ” anaerobic biodegradability of

2、organic compounds in digested sludge - Method by measurement of the biogas production Numro de rfbrence ISO 11734:1995(F) ISO 11734:1995(F) Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de IISO). Llab

3、oration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de IISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen- tales, en liaison avec IISO participent g

4、alement aux travaux. LISO colla- bore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes

5、 internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des co- mits membres votants. La Norme internationale ISO 11734 a t labore par le comit technique lSO/TC 147, Qualit de leau, sous-comit SC 5, Mthodes biologiques. Les annexes A, B, C et D de la prsente Norme internationale sont don- nes unique

6、ment titre dinformation. 0 ISO 1995 Droits de reproduction rservs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de cette publi- cation ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun pro- cd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord

7、 crit de lditeur. Organisation internationale de normali sation Case Postale 56 l CH-121 1 G enve 2 0 l Suisse Imprim en Suisse ii NORME INTERNATIONALE 0 BO 60 11734:1995(F) Qualit de leau - valuation de la biodgradabilit anarobie ultime des composs organiques dans les boues de digesteurs - Mthode p

8、ar mesurage de la production de biogaz AVERTISSEMENT - Les boues provenant deaux uses peuvent contenir des organismes potentiellement pathognes. II convient donc de manipuler de telles boues avec les prcautions appropries. La digestion de ces boues deaux uses produit des gaz inflammables prsentant d

9、es risques dexplosion et dincendie. II convient donc de prendre des prcautions lors du transport et du stockage de ces boues. Les substances chimiques dessai toxiques ou celles dont les proprits ne sont pas connues doivent tre manipules avec soin. Le manomtre et les microseringues doivent tre manipu

10、les avec prcaution afin dviter les blessures pouvant tre causes par les aiguilles. Les aiguilles contamines doivent tre limines en prenant toutes les prcautions ncessaires. 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale prescrit une m- thode de tri pour lvaluation de la biodgradabilit des co

11、mposs organiques des concentrations don- nes sous leffet de micro-organismes anarobies. Les conditions dcrites dans le prsent essai ne cor- respondent par ncessairement aux conditions opti- males permettant dobtenir une biodgradation maximale, dans la mesure o une boue dilue est utilise avec une sub

12、stance chimique dessai une concentration relativement leve. Lessai permet une exposition de la boue la substance chimique pendant une priode pouvant aller jusqu 60 jours, dure suprieure au temps de rtention normal des boues (25 jours 30 jours) dans les digesteurs anarobies, bien que des digesteurs s

13、ur les sites in- dustriels puissent avoir des temps de rtention sup- neurs. La mthode est applicable des composs organi- ques de teneur en carbone connue et qui - sont solubles dans leau; - sont peu solubles dans leau, condition quune mthode de dosage exact soit applicable; - nont pas deffet inhibit

14、eur sur les micro- organismes dessai aux concentrations choisies pour lessai; les effets inhibiteurs peuvent tre dtermins par des essais spars ou par un t- moin supplmentaire de linhibition. Pour les substances volatiles, une dcision au cas par cas est ncessaire. Certaines peuvent tre soumises lessa

15、i si elles sont manipules avec prcaution, comme dviter par exemple tout dgagement de gaz . 2 Rfrences normatives Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la rfrence qui en est faite, consti- tuent des dispositions valables pour la prsente Norme internationale. Au moment de

16、 la publication, les ditions indiques taient en vigueur. Toute norme est sujette rvision et les parties prenantes des accords fonds sur la prsente Norme internatio- nale sont invites rechercher la possibilit dappli- quer les ditions les plus rcentes des normes indiques ci-aprs. Les membres de la CEI

17、 et de IISO possdent le registre des Normes internationales en vigueur un moment donn. 1 ISO 11734:1995(F) 0 ISO ISO 1063411995, Qualit de leau - Lignes directri- ces pour la prparation et le traitement des composs organiques peu solubles dans leau en vue de lvaluation de leur biodgradabilit en mili

18、eu aqueux. ISO 11923:- 1), Qualit de leau - Dosage des ma- tires en suspension par filtration sur filtre en fibres de verre. 3 Dfinitions Pour les besoins de la prsente Norme internationale, les dfinitions suivantes sappliquent. 3.1 biodgradation anarobie ultime: Niveau de dgradation atteint lorsque

19、 le compos exprimen- ter a t totalement transform par les micro- organismes anarobies en dioxyde de carbone, mthane, sels minraux et nouveaux constituants cellulaires microbiens (biomasse). 3.2 biodgradation anarobie primaire: Niveau de dgradation atteint lorsque le compos exprimen- ter a subi sous

20、laction de micro-organismes anarobies, une transformation structurelle quelcon- que autre que la minralisation complte. 3.3 boue de digesteurs: Mlange des phases dcantes deaux uses et de boues actives, qui a t incub dans un digesteur anarobie environ 35 “C afin de rduire la biomasse et les problmes

21、dodeur et damliorer la dshydratation de la boue. La boue de digesteurs contient un ensemble de bac- tries anarobies de fermentation et mthanognes produisant du dioxyde de carbone et du mthane. 3.4 concentration en matires solides totales: Quantit de matires solides obtenues par schage dun volume con

22、nu de boue, dans des conditions d- finies, environ 105 “C jusqu masse constante. 4 Principe Dilution partir de boue de digesteurs lave conte- nant du carbone inorganique (CI) en quantit trs fai- ble, une concentration en matires solides totales de 1 g/l 3 g/l et incubation 35 “C + 2 “C dans des rcip

23、ients hermtiquement clos en prsence dune substance chimique dessai une concentration en carbone organique (CO) de 20 mg/1 100 mg/1 pen- dant une priode pouvant aller jusqu 60 jours. Mesurage, dans lespace de tte des rcipients des- sai, de laugmentation de la pression due la produc- tion de dioxyde d

24、e carbone (CO,) et de mthane (CH,). Une quantit importante de dioxyde de carbone est dissoute dans leau et transforme en hydrog- nocarbonate ou en carbonate dans les conditions de lessai. Ce carbone inorganique (CI) est mesur la fin de lessai. Calcul de la quantit de carbone produite par action micr

25、obiologique partir de la production nette de gaz et de la formation nette de Cl en excs par rapport aux valeurs blanc. Calcul du taux de biodgradation partir de la formation de Cl total et de la quantit mesure ou calcule de carbone ajout comme com- pos exprimenter. Le processus de biodgradation peut

26、 tre suivi en ef- fectuant des mesurages intermdiaires de la produc- tion de gaz uniquement. En outre, la biodgradation primaire peut tre dtermine par analyse spcifique au dbut et la fin de lessai. 5 Environnement dessai Lincubation doit tre mene dans des rcipients hermtiquement clos, une temprature

27、 constante de 35 “C + 2 “C, temprature normale de digesteur - anarobie, en labsence doxygne et, au dpart, en atmosphre azote pure. 6 Ractifs 6.1 Eau distille ou dionise, contenant moins de 2 mg/1 de COD. 6.2 Milieu dessai. 6.2.1 Milieu Utiliser uniquement des ractifs de qualit analytique reconnue. P

28、rparer un milieu dilu contenant les constituants suivants aux quantits indiques. Dihydrognophosphate de potassium anhydre (KH,PO,) 027 g Monohydrognophosphate de sodium dodcahydrat (Na,HPO,12H,O) Ll2 g Chlorure dammonium (NH,(J) 053 g Chlorure de calcium dihydrat (CaCl,2H,O) 0,075 g Chlorure de magn

29、sium hexahydrat (MgCI,GH,O) OJO g Chlorure de fer(ll) ttrahydrat (FeCl,4H,O) ao2 g 1) publier. 2 0 ISO ISO 11734:1995(F) Rsazurine (indicateur doxygne) Sulfure de sodium nonahydrat (Na,S,SH,O) (voir note 1) Solution mre dlments traces (facultative) 0,001 g OJ g 10 ml inhibiteur vis-vis de la product

30、ion de mthane, tel que le chloroforme ou le ttrachlorure de carbone. NOTE 2 Si des solvants sont utiliss, un tmoin conte- nant le solvant seul est recommand. Eau dsoxygne (6.1), q.s.p. 1 litre Afin datteindre des conditions anarobies, faire pas- ser un courant dazote dans le milieu pendant 20 min im

31、mdiatement avant lutilisation afin dliminer loxygne. Si ncessaire, ajuster le pH 7 & 0,2, laide dune solution dacide minral ou de base. NOTE 1 Utiliser du sulfure de sodium prpar extem- poranment ou le laver et le scher avant utilisation, afin dassurer une capacit de rduction suffisante. 6.4 Substan

32、ces de rfrence Des substances de rfrence telles que le benzoate de sodium, le phnol ou le polythylne glycol 400 sont permises. Ces substances sont censes pr- senter un taux de biodgradation suprieur 60 %. Prparer une solution mre suivant la mme mthode que pour le compos exprimenter. 6.5 Tmoin de lin

33、hibition (facultatif) Ajouter, dans un rcipient contenant le milieu dessai (6.2), le compos exprimenter et la substance de rfrence en concentrations identiques celles ajou- tes en (6.3) et, respectivement, (6.4). 6.6 Boue de digesteurs 6.2.2 Solution mre dlments traces (facultative) II est recommand

34、 dajouter au milieu dessai les l- ments traces suivants afin damliorer les processus de dgradation anarobie, notamment lorsque des concentrations faibles en inoculum sont utilises. Chlorure de manganse ttrahydrat Recueillir la boue de digesteurs dans le digesteur dune usine de traitement des eaux us

35、es spcialise dans le traitement des eaux uses domestiques. Uti- liser des flacons col large en polythylne haute densit ou tout matriau similaire pouvant se dilater. (MnCl,4H,O) Acide orthoborique (H,BO,) Chlorure de zinc (ZnCI,) Chlorure de cuivre(ll) (CuCI,) Molybdate disodique dihydrat (Na,MoO,2H,

36、O) 0,05 g 0,005 g 0,005 g 0,003 g 0,001 g AVERTISSEMENT - Pour des raisons de scurit, lusage du verre doit tre exclu. Remplir les flacons jusqu 1 cm du bord suprieur et les fermer hermtiquement. Aprs leur transport au laboratoire, les utiliser directement ou les placer dans un digesteur de laboratoi

37、re. Librer lexcs de biogaz. Une boue anarobie prpare en laboratoire peut galement tre utilise comme inoculum. Envisager de prdigrer la boue afin de rduire toute production de gaz non spcifique et diminuer Iinflu- ence des blancs. Laisser la boue digrer sans ajouter de nutriments ou de substrats, 35

38、“C + 2 “C pen- dant 7 jours maximum. Chlorure de cobalt hexahydrat (C0CI,6H*0) Chlorure de nickel hexahydrat (NiCI,GH,O) Slnite disodique (Na,SeO,) Eau (6.1), q.s.p. or1 g w1 g 0,005 g 1 litre 6.3 Compos exprimenter Ajouter le compos exprimenter sous forme de solution mre, suspension ou mulsion, ou

39、direc- tement sous forme solide ou liquide afin dobtenir une concentration dessai en carbone organique de 100 mg/l. Si les solutions mres sont utilises, pr- parer avec de leau (6.1) une solution approprie suffisament concentre pour que le volume ajout soit infrieur 5 % du volume total du mlange rac-

40、 tif. Pour les composs exprimenter qui ne sont pas suffisamment solubles dans leau, se rfrer IISO 10634, mais ne pas utiliser un solvant organique NOTE 3 II a t dmontr quune prdigestion denviron 5 jours donne une diminution optimale de la production de gaz du blanc sans donner lieu un allongement in

41、acceptable des temps de latente ou dincubation durant lessai. Pour les composs exprimenter dont on sait quils sont faiblement biodgradables, envisager une pr- exposition de la boue la substance exprimenter afin dobtenir un inoculum mieux adapt. Dans ce cas, ajouter la substance dessai une concentrat

42、ion en carbone organique comprise entre 5 mg/1 et 20 mg/1 3 ISO 11734:1995(F) 0 ISO la boue de digesteurs. Laver soigneusement la boue prdigre avant lutilisation. Indiquer la prexposition dans le rapport dessai. 6.7 Inoculum Laver la boue (6.6) juste avant lutilisation afin de r- duire la concentrat

43、ion en Cl moins de 10 mg/1 dans la solution dessai finale, en centrifugeant dabord les tubes hermtiquement clos une vitesse relative- ment faible (par exemple 3 000 g) jusqu 5 min. Mettre en suspension les matires solides dans un milieu dessai sans oxygne (6.21, centrifuger et reje- ter les lavages.

44、 Si la concentration en Cl na pas suf- fisamment diminu, laver la boue jusqu deux fois. Finalement, mettre en suspension les matires soli- des dans le volume requis de milieu dessai et dter- miner la concentration en matires solides totales (3.4). La concentration finale en matires solides dans les

45、rcipients dessai doit tre de 1 g/l 3 g/l. Mener ces oprations de sorte que la boue soit le moins possible en contact avec loxygne (en utilisant, par exemple, une atmosphre sous azote). 7 Appareillage Matriel courant de laboratoire et, en particulier, ce qui suit. 7.1 Incubateur ou bain deau ou de sa

46、ble, contrl thermostatiquement 35 “C + 2 “C. 7.2 Rcipients dessai, en verre rsistant la pres- sion, de 0,i litre 1 litre de capacits nominales, munis des septums tanches aux gaz, capables de rsister une pression denviron 2 bar (voir lexemple de lannexe A). Le volume de lespace de tte doit reprsenter

47、 environ 10 % 30 % du volume total. Si le biogaz est vacu rgulirement, un espace de tte denviron 10 % du volume suffit, mais si lvacuation du gaz ne se fait qu la fin de lessai, 30 % convien- nent. NOTE 4 Dun point de vue pratique, lutilisation de flacons srum hermtiquement bouchs par des bou- chons srum en caoutchouc butyl serti et des bagues en aluminium est recommande. 7.3 Dispositif de mesurage de la pression, par exemple un manomtre reli une aiguille de serin- gue approprie, une vanne papill