ISO 9887-1992 Water quality evaluation of the aerobic biodegradability of organic compounds in an aqueous medium semi-continuous activated sludge method (SCAS)《.pdf

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1、NORME INTERNATIONALE 9887 Premire dition 1992-10-01 Qualit de leau - valuation, en milieu aqueux, de la biodgradabilit arobie des composs organiques - Mthode semi-continue par boues actives (Mthode SCAS) Water quality - Evaluation of the aerobic biodegradability of organic compounds in an aqueous me

2、dium - Semi-continuous activated sludge method (SCAS) Numro de rfrence ISO 9887: 1992(F) ISO 9887:1992(F) Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de IISO). Llaboration des Normes internationales

3、 est en gnral confie aux comits techniques de IISO. Chaque comit membre int- ress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec IISO participent galement aux tra- vaux. LISO collab

4、ore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotech- nique. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techni- ques sont sournis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lap

5、probation de 75 % au moins des comits membres votants. La Norme internationale ISO 9887 a t labore par le comit techni- que ISO/TC 147, Qualit de leau, sous-comit SC 5, Mthodes biologi- ques. Les annexes A et B de la prs ente Norme internationale sont donnes uniq uement ,7 ti tre d nformatio n. 0 IS

6、O 1992 Droits de reproduction rservs. Aucune partie cle cette publication ne peut tre reptc- duite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de k!?diteur. Organisation internationale de normalis

7、a tion Case Postale 56 l CH-1211 Genve 20 l Suisse Imprim en Suisse ii NORME INTERNATIONALE ISO 9887:1992(F) Qualit de leau - valuation, en milieu aqueux, de la biodgradabilit arobie des composs organiques - Mthode semi-continue par boues actives (Mthode SCAS) AVERTISSEMENT - RELATIF A LA SCURIT - L

8、es boues actives et les eaux uses peuvent contenir des organismes potentiellement pathognes. II convient donc de les manipuler avec les prcautions appropries, de mme que les composs exprimenter toxiques ou dont les proprits ne sont pas connues. 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale

9、prescrit une m- thode dvaluation de la biodgradabilit (ultime ou primaire) de composs organiques. Les conditions dessai dcrites dans la prsente Norme internatio- nale sont beaucoup plus favorables la biodgra- dation que celles qui sont spcifies pour les mthodes dvaluation de la biodgradabilit d- cri

10、te dans IISO 7827, IISO 9408 et IISO 9439. La mthode est applicable des composs orgmi- ques a) solubles la concentration utilise et dans les conditions de lessai; b) non volatils ou ayant une pression de vapeur ngligeable dans les conditions de lessai; c) non susceptibles dtre perdus par formation d

11、e mousse partir de la solution dessai; d) non adsorbables de facon notable sur le verre et des boues actives; * e) nayant pas daction inhihitrice, la concen- tration choisie pour lessai, sur les micro- organismes utiliss. Lexistence dune action inhibitrice peut tre mise en vidence par une mthode app

12、roprie (par exemple ce,lle de IISO 8192). Si le compos exprimenter est toxique, il faut lutiliser une concentration plus faible ouemployer un inoculum prexpos. NOTE 1. Les units SCAS (boues actives semi- continues) peuvent tre utilises, spcifiquement ou complmentairement, pour produire des boues exp

13、oses au compos exprimenter, afin de dterminer si la boue devient adapte, pour tre utilise comme inoculum dans dautres essais de biodgradation. 2 Rfrences normatives Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la rfrence qui en est faite, constituent des dispositions valables

14、pour la pr- sente Norme internationale. Au moment de la pu- blication, les ditions indiques taient en vigueur. Toute norme est sujette rvision et les parties prenantes des accords fonds sur la prsente Norme internationale sont invites rechercher la possibilit dappliquer les ditions les plus rcentes

15、des normes indiques ci-aprs. Les membres de la CEI et de IISO possdent le registre des Normes internationales en vigueur un moment donn. ISO 7827:1984, Qualit de leau - valuation en mi- lieu aqueux de la biodgradabilit arobie ultime des composs organiques - Mthode par analyse du carbone organique di

16、ssous (COD). ISO 8192:1986, Qualit de leau - Essai dinhibition de la consommation doxygne par des boues acti- ves. ISO 8245:1987, Qualit de leau - Guide pour le do- sage du carbone organique total (COT). ISO 9408: 1991, Qualit de leau - valuation, en mi- lieu aqueux, de la biodgradabilit arobie wlti

17、rnep des composs organiques - Mthode par dtermi- nation de ia demande en oxygne dans un respiromtre ferm. 1 ISO 9887:1992(F) ISO 9439:1990, Qualit de /eau - valuation, er7 rni- lieu aqueux, de la biodgradabilit arobie wltime des composs organiques - Mthode par dosage du dioxyde de carbone dgag. 3 Df

18、initions Pour les besoins de la prse nte Norme nale, les dfinitions suiv antes sa ppliquen in ternatio- t. 3.1 biodgradation ultime: Niveau de dgradation atteint lorsque le compos exprimenter a t to- talement transform par les micro-organismes en dioxyde de carbone, eau, sels minraux et nouveaux con

19、stituants cellulaires microbiens (biomasse). 3.2 biodgradation primaire: Niveau de dgra- dation atteint lorsque le compos exprimenter a subi, sous laction de micro-organismes, une trans- formation structurelle quelconque autre que la mi- nralisation complte. 3.3 matires en suspension (dans une boue

20、acti- ve): Quantit de matires obtenues par filtration ou centrifugation dun volume connu de boue, dans des conditions dfinies, et dessiccation 105 “C jusqu masse constante. 4 Principe Mesurage de la concentration en carbone organique dissous (COD) dans Ieffluent dune unit semi- continue de traitemen

21、t par boues actives alimente quotidiennement en eau use et en compos ex- primenter une concentration connue, par une mthode de remplissage-soutirage, et comparaison avec la concentration en COD dans Ieffluent dune unit tmoin alimente exclusivement en eau use. La diffrence de concentration en COD obs

22、erve entre ces effluents est suppose tre due uni- quement au compos exprimenter rsiduel. et le taux de dgradation/Iimination est calcul partir de cette diffrence et de la concentration initiale (exprime en termes de COD) du compos exp- rimenter ajout leau use. La ralisation danalyses spcifiques peut

23、 apporter des informations supplmentaires sur la biodgra- dation primaire. La dure de lessai nest pas fixe, mais Iexp- rience montre quelle est comprise entre 12 semai- nes minimum et 26 semaines maximum. On utilise une forte concentration en micro- organismes arobies (1 g/l 4 g/l de matires en susp

24、ension lorigine) et la dure de rtention ef- fective de leau use est de 36 h. Vu que la boue nest pas dlibrment consomme, la dure de rtention de la boue est leve. Les matires carbones prsentes dans leau use sont en g- nral presque totalement oxydes dans les 8 h sui- vant le dbut de chaque cycle darat

25、ion. La boue respire ensuite de facon endogne jusqu la fin de la phase daration et, pendant cet intervalle de temps, le seul substrat disponible est le compos exprimenter ( moins que celui-ci ne soit aussi mtabolis rapidement). Ces caractristiques, ainsi que lapport quotidien dinoculum lorsque le mi

26、lieu est constitu par de leau use dorigine domesti- que, crent des conditions extrmement favorables la fois ladaptation et la biodgradation. 5 Environnement dessai Lincubation doit tre mene lobscurit ou sous lumire diffuse dans une enceinte maintenue temprature constante comprise entre 20 “C et 25 “

27、C et ne contenant pas de vapeurs toxiques pour les micro-organismes. 6 Ractifs 6.1 Eau du robinet, contenant moins de 2 mg/l de COD. 6.2 Eau distille ou dionise, contenant moins de 2 mg/l de COD. 6.3 Eau use 6.3.1 Eau use synthtique Dissoudre les composs suivants dans 1 litre deau du robinet (6.1).

28、Peptone 160 mg Extrait de viande 110 mg (ou 270 mg dune prparation du com- merce peptone-extrait de viande) Ure 30 mg Chlorure de sodium (NaCI) 7 mg Chlorure de calcium dihydrat (CaCl,2H,O) 4 mg Sulfate de magnsium heptahydrat (MgSO,3$0) 2 mg Monohydrognophosphate de potas- sium (K,HPO,) 28 mg Pour

29、plus de commodit, il est admis de prparer cette solution sous forme 100 fois plus concentre, avec de leau distille (6.2), de la conserver 4 OC pendant 1 semaine au maximum, et de prparer quotidiennement leau use synthtique par dilution approprie avec de leau du robinet (6.1). Aprs di- lution, leau u

30、se synthtique contient approxi- mativement 105 mg/l de C, 46 mg/l de N, 5 mg/l de P, et son pH est compris entre 7,0 et 7,5. 2 6.3.2 Eau use domestique ISO 9887:1992(F) 8 Mode opratoire Prlever, si possible quotidiennement, de leau use dcante la sortie du bassin de dcantation prin- cipal dune usine

31、de traitement deaux uses dori- gine principalement domestique. Pour les week-ends, les prlvements peuvent tre conser- vs 4 OC. Leau use destine lalimentation quotidienne des units dessai peut tre prleve dans cette rserve. 7 Appareillage Matriel courant de laboratoire, et 7.1 Units SCAS Les units dar

32、ation peuvent tre simplement constitues, par exemple, de flacons jaugs munis dun tube daration ou dun tube avec plaque en verre fritt servant introduire de lair sous pres- sion, qui ne doit contenir ni carbone organique ni vapeurs toxiques et doit avoir t prsatur en va- peur deau afin de limiter les

33、 pertes par vapo- ration. Elles peuvent galement tre constitues, par exemple, dun tube tel que celui qui est repr- sent figure 1, convenablement fix et muni dune tubulure darrive dair et dun robinet permettant de soutirer le surnageant de dcantation en laissant dans le rcipient un tiers du volume to

34、tal du m- lange. II faut disposer dune unit dessai pour cha- que compos exprimenter et dune unit dessai pour chaque tmoin. NOTE 2 Lexprience montre quun volume de mlange de 150 ml plac dans une unit de 250 ml 300 ml convient gnralement. II peut toutefois tre ncessaire dutiliser des units SCAS de plu

35、s grand volume (par exemple 1,5 litre) si lon souhaite galement obtenir de la boue expose qui servira dinoculum lors dessais par ajouts spars destins au suivi du processus dadap- tation. 7.2 Barboteurs, ou rcipients similaires, contenant leau destine la saturation de lair en eau. 7.3 Appareil de mes

36、ure, de sensibilit suffisante, destin au dosage du carbone organique dissous (voir ISO 8245). 7.4 Dispositif de filtration, comportant des mem- branes de porosit adquate (diamtre nominal des pores de 0,2 prn 0,45 l-rm), dans lequel ladsorption des composs organiques et le rlargage du car- bone organ

37、ique ne sont pas significatifs. 7.5 Centrifugeuse. 7.6 pH-mtre. 8.1 Prparation des solutions dessai Prparer une solution du compos exprimenter (et si ncessaire du compos de rfrence, voir note 3) dans leau (6.2) de concentration suprieure ou gale 400 mg/l de COD. Dans les conditions de lessai (voir 8

38、.3.2), cette so- lution dessai donnera une concentration initiale de 20 mg/l de COD dans lunit SCAS. Si le compos exprimenter nest pas toxique, il est admis duti- liser des concentrations plus leves (par exemple 50 mg/l de COD). Sassurer que le pH du mlange solution dessai plus eau use ne diffre pas

39、 significativement de celui de leau use seule. Si ncessaire, ajuster le pH avec une solution acide ou basique inorganiqu e. NOTE 3 Aucun compos de rfrence particulier nest recommand, mais il peut tre utile deffectuer simul- tanment lessai sur lun des composs (cits en annexe A) qui ont fait lobjet du

40、ne valuation. 8.2 Prparation de linoculum Prlever un chantillon de boue active (correspon- dant 1 g/l 4 g/l de matires en suspension) dans le bassin daration dune usine de traitement bio- logique des eaux rsiduaires. NOTES 4 Suivant les objectifs de lessai, il peut tre ncessaire que lusine de traite

41、ment recoive des eaux dorigine es- sentiellement domestique. Pour obtenir autant despces ou de souches bactriennes diffrentes que possible, il peut tre prfrable, dans certains cas particuliers, de mlanger des boues de plusieurs origines. La boue acti- ve peut galement provenir dune installation de t

42、raitement en laboratoire. 5 Dans certaines circonstances, il est admis dutiliser des inocula prexposs, condition que cela soit clai- rement mentionn dans les rsultats dessai (par exem- ple: O/o de biodegradation = x %, avec inocula prexposs) et que la mthode de prexposition soit d- taille dans le ra

43、pport dessai. Des inocula prexposs peuvent tre obtenus partir dessais de biodgradation en laboratoire effectus dans diffrentes conditions (par exemple, essais SCAS ou de Zahn-Wellens) ou partir dchantillons prlevs des emplacements o So*nt r- unies les conditions denvironnement appropries (par exempl

44、e, usines assurant le traitement de composs identiques, zones contamines, etc.). Conserver Iinoculum jusquau moment de lemploi dans des conditions darobiose, temprature ambiante. 3 ISO 9887:1992(F) Dimensions en millimtres 8.3 Essai ArrWe dalr Robhe t TF0113 / Figure 1 - Exemple dappareillage dessai

45、 8.3.1 Phase dquilibrage Prparer un nombre suffisant dunits SCAS, cest- -dire au moins une par compos exprimenter et par tmoin. Remplir les units jusquau trait (par exemple 150 ml) avec de la boue active (voir 8.2) frache, et mettre sous aration. Laration doit tre suffisante pour que la boue reste e

46、n suspension et que la concentration en oxygne dissous ne des- cende pas au-dessous de 2 mg/l. Avant de commencer la dcantation, nettoyer les parois internes des units pour viter iaccumu- lation de matires solides au niveau de la surface du liquide ou au-dessus. Mettre fin laration au bout de 23 h e

47、t laisser d- canter la boue pendant 30 min, ou plus longtemps si ncessaire pour permettre la formation dun sur- nageant limpide. Ouvrir le robinet de chacune des fioles pour soutirer le volume de surnageant situ au-dessus du niveau du robinet (environ deux tiers du volume total). Dans le cas des flacons, retirer avec prcaution le surnageant de faqon laisser dans le flacon environ un tiers du volume total du mlange. Ajout