Pour estimer l'effet d'un produit sur la demande chimique en oxygène (DCO) dans les eaux usées, il faut d'abord comprendre que la DCO est une mesure de la quantité d'oxygène nécessaire pour oxyder les composés organiques présents dans l'eau. Elle est généralement exprimée en milligrammes d'oxygène par litre (mgO2/L) ou en grammes d'oxygène par mètre cube (gO2/m³).
Dans votre cas, vous ajoutez 100 ml (0,1 litre) d'un produit avec une DCO de 274 mgO2/g à 1 m³ d'eau (1000 litres). Pour calculer la DCO de votre mélange, suivez ces étapes :
1. Calculez la masse du produit ajouté en grammes:
Puisque la DCO est donnée en mgO2/g, nous n'avons pas besoin de la masse réelle du produit, car la DCO est déjà rapportée à la masse.
2. Calculez la quantité totale d'oxygène demandée par le produit ajouté:
Quantité d'oxygène = DCO du produit x masse du produit
Quantité d'oxygène = 274 mgO2/g x 0,1 L (puisque 1 g = 1 mL pour la plupart des liquides, et 100 mL = 0,1 L)
Comme il s'agit d'une solution et non d'un solide pur, nous devons supposer que la densité est proche de celle de l'eau et que 100 ml de produit pèse approximativement 100 g, donc:
Quantité d'oxygène = 274 mgO2/g x 100 g
Quantité d'oxygène = 27400 mgO2
3. Convertissez cette quantité en grammes car elle est très élevée en milligrammes:
Quantité d'oxygène = 27,4 gO2
4. Calculez la DCO du mélange par unité de volume:
DCO du mélange = Quantité d'oxygène / volume total de la solution
DCO du mélange = 27,4 gO2 / 1000 L
DCO du mélange = 0,0274 gO2/L
5. Convertissez en mg/L pour correspondre aux unités standard de DCO:
DCO du mélange = 0,0274 gO2/L x 1000 mg/g
DCO du mélange = 27,4 mgO2/L
Ainsi, en ajoutant 100 ml d'un produit avec une DCO de 274 mgO2/g à 1 m³ d'eau, la DCO résultante du mélange serait de 27,4 mgO2/L.
Pour réaliser ce type de mesure en pratique, différents produits pourraient être utilisés :
- Des analyseurs de DCO tels que le QuickCODultra pour mesurer de manière fiable la DCO dans des applications difficiles.
- Des sondes comme la Sonde LISA UV pour la mesure du SAC254, qui est souvent corrélé à la DCO.
- Des plateformes robotiques comme la SP2000 SERIES, qui peuvent automatiser des tests de DCO par titrage ou photométrie selon différentes normes.
Ces instruments permettent de réaliser des mesures précises et fiables de la DCO dans divers contextes, facilitant l'analyse de l'impact des produits ajoutés aux eaux usées.
Le rapport DCO/DBO5 (Demande Chimique en Oxygène / Demande Biochimique en Oxygène sur 5 jours) est un indicateur de la biodégradabilité de la matière organique présente dans un effluent. Un rapport supérieur à 10 suggère que l'effluent contient une proportion importante de composés organiques réfractaires ou difficilement biodégradables.
Pour réduire le rapport DCO/DBO5, il faut augmenter la biodégradabilité de la matière organique ou réduire la concentration des composés réfractaires. Voici quelques stratégies techniques pour y parvenir:
1. Prétraitement de l'effluent:
- **Coagulation-floculation**: Cette technique peut être utilisée pour éliminer les matières organiques colloïdales et en suspension qui pourraient ne pas être facilement biodégradables. Des produits tels que le **NicaVis 705 IQ** pourraient être utilisés pour surveiller l'efficacité de ces processus.
- **Oxydation avancée**: Les procédés d'oxydation avancée (AOP) peuvent être utilisés pour briser les composés organiques réfractaires en composés plus simples et plus biodégradables. L'analyseur en ligne **QuickCODultra** peut être utile pour surveiller la DCO en temps réel et ajuster le traitement AOP.
2. Traitement biologique optimisé:
- **Acclimatation de la biomasse**: Enrichir le système biologique avec des micro-organismes capables de dégrader les composés réfractaires peut améliorer la biodégradabilité. La plateforme de surveillance **Proteus BOD** permettrait de suivre l'activité biologique et d'ajuster les conditions pour favoriser l'acclimatation.
- **Ajout de nutriments**: Parfois, les effluents manquent de nutriments nécessaires à la croissance microbienne, comme l'azote et le phosphore. L'ajustement de la nutrition peut améliorer la biodégradabilité. Des sondes comme **Sonde OPUS** peuvent aider à surveiller les composés azotés et carbonés dans le processus.
3. Traitement physico-chimique:
- **Adsorption sur charbon actif**: Cette méthode peut réduire la concentration de composés organiques réfractaires. Le suivi de l'efficacité peut être réalisé à l'aide de systèmes d'analyse comme le **STAC2** qui mesure l'absorption UV des échantillons.
4. Amélioration du processus d'aération:
- **Augmentation de l'oxygénation**: Une aération optimisée peut améliorer la biodégradation par les micro-organismes. Des capteurs comme le **Biocapteur NODE** peuvent être utilisés pour surveiller l'oxygène dissous et l'activité microbienne.
5. Sélection de procédés spécifiques:
- **Traitement anaérobie suivi d'un traitement aérobie**: Ce type de traitement combiné peut être efficace pour transformer les composés réfractaires en composés plus facilement biodégradables.
- **Traitement par zones humides artificielles**: Les zones humides artificielles peuvent améliorer la biodégradabilité grâce à l'action combinée des plantes, des micro-organismes et des substrats physiques.
Il est important de noter que chaque effluent est unique, et la stratégie de traitement doit être adaptée à la composition spécifique de l'effluent en question. L'analyse régulière de la DCO et de la DBO5 à l'aide d'appareils de mesure tels que le **BODTrak II** ou le **BOD Direct Plus** est essentielle pour surveiller l'efficacité des traitements et ajuster les procédés en conséquence. Ces appareils permettent une mesure précise et fiable de ces paramètres, ce qui aide à optimiser le processus de traitement pour réduire le rapport DCO/DBO5.
La matière organique dans l'eau peut être estimée à l'aide de deux paramètres clés : la Demande Chimique en Oxygène (DCO) et la Demande Biochimique en Oxygène (DBO). Ces deux mesures sont utilisées pour évaluer la quantité d'oxygène nécessaire pour dégrader la matière organique présente dans un échantillon d'eau par des réactions chimiques et des processus biologiques, respectivement.
**Demande Chimique en Oxygène (DCO)**:
La DCO mesure la quantité d'oxygène nécessaire pour oxyder chimiquement les composés organiques (et certains composés inorganiques) présents dans l'eau. Cela inclut la matière biodégradable et non biodégradable. La mesure est effectuée par l'ajout d'un agent oxydant fort (souvent du dichromate de potassium en milieu acide) à l'échantillon d'eau et par l'application de chaleur pendant une période définie. La quantité d'oxygène équivalente consommée est calculée par la différence entre l'agent oxydant ajouté et la quantité restante après réaction. La DCO est généralement exprimée en milligrammes d'oxygène par litre (mg O₂/L).
**Demande Biochimique en Oxygène (DBO)**:
La DBO mesure la quantité d'oxygène que les micro-organismes aérobies consomment pour dégrader la matière organique biodégradable présente dans l'eau sur une période de temps spécifique (généralement 5 jours à 20°C, d'où le terme DBO5). La DBO est déterminée en mesurant la concentration en oxygène dissous avant et après l'incubation de l'échantillon pendant la période définie, avec une température et des conditions contrôlées. La différence de concentration en oxygène dissous reflète la quantité d'oxygène utilisée par les micro-organismes pour la biodégradation. La DBO est également exprimée en mg O₂/L.
**Calcul de la matière organique**:
La matière organique peut être estimée en utilisant à la fois les mesures de DCO et DBO. La DCO fournit une estimation de la quantité totale de matière organique (biodégradable + non biodégradable), tandis que la DBO indique la fraction biodégradable de cette matière organique.
Le rapport DBO/DCO est souvent utilisé comme indicateur de la biodégradabilité de la matière organique. Un rapport faible suggère une forte présence de matières organiques non biodégradables, tandis qu'un rapport plus élevé indique une prédominance de composés biodégradables.
**Produits pour la mesure de DCO et DBO**:
- **Analyseurs de DCO**: Les instruments tels que le QuickCODultra de LAR ou le CT200 de SERES environnement sont utilisés pour mesurer la DCO sans réactif, en utilisant des méthodes basées sur la spectroscopie UV. Ces appareils fournissent des mesures en continu et sont adaptés aux eaux chargées.
- **DBO Mètres**: Des appareils comme l'OxiTop® Control de WTW ou le BODTrak II de HACH permettent de mesurer la DBO via une méthode respirométrique. Ils évaluent la consommation d'oxygène par les micro-organismes dans des conditions contrôlées.
Il est important de noter que ces mesures sont influencées par de nombreux facteurs, y compris les conditions de l'échantillonnage, la nature de la matière organique, la présence de substances inhibitrices ou toxiques, et la composition de la population microbienne. En outre, les mesures de DCO et de DBO ne donnent pas une mesure directe de la concentration de la matière organique, mais plutôt une estimation de l'oxygène nécessaire pour l'oxyder ou la biodégrader, ce qui est indirectement lié à la quantité de matière organique.
