Voir la traduction automatique
Ceci est une traduction automatique. Pour voir le texte original en anglais cliquez ici
#Actualités du secteur
{{{sourceTextContent.title}}}
Comment mesurer la DBO en temps réel
{{{sourceTextContent.subTitle}}}
Surveillance en ligne de la qualité de l'eau pour le traitement des eaux usées
{{{sourceTextContent.description}}}
La surveillance de la DBO en temps réel est de plus en plus populaire, et ce n'est pas surprenant puisque l'alternative est une attente de 5 jours pour les résultats de laboratoire. La surveillance continue des matières organiques ouvre la porte à de nombreuses nouvelles possibilités de contrôle et d'optimisation du processus de traitement qui peuvent se traduire par des économies importantes, une meilleure qualité de l'eau et une tranquillité d'esprit en matière de conformité. Les informations peuvent être utilisées pour doser plus efficacement les produits chimiques coagulants afin d'améliorer l'efficacité de l'élimination de la DBO et des MES dans les clarificateurs primaires ou pour améliorer le contrôle du taux d'aération et du taux de recyclage dans les procédés à boues activées.
Pour les stations d'épuration qui sont sujettes à des pics de charge organique, comme les stations d'épuration des eaux usées industrielles, les stations d'épuration municipales recevant des lixiviats de décharge livrés par camion, ou les stations d'épuration municipales recevant des rejets importants d'installations industrielles, la détection rapide des événements est très utile pour la prise de décision et la prévention des défaillances du système.
UNE QUESTION QUI NOUS EST SOUVENT POSÉE EST LA SUIVANTE : COMMENT MESURER EN TEMPS RÉEL LE BOD, UN TEST DE LABORATOIRE QUI DURE GÉNÉRALEMENT 5 JOURS ?
Pour répondre à cette question, il faut d'abord comprendre que la DBO, bien qu'il s'agisse d'une procédure d'analyse biochimique où l'on mesure la consommation d'oxygène des micro-organismes pendant 5 jours ou plus, est essentiellement une estimation des matières organiques biodégradables présentes dans l'eau. Comme les autres matières organiques présentes dans l'eau, les matières organiques biodégradables absorbent également la lumière UV, et peuvent donc être contrôlées en mesurant les propriétés d'absorption de l'eau. Ce principe, connu sous le nom de spectrophotométrie, s'applique également à la DCO et au COT, pour lesquels des procédures de test différentes de celles de la DBO sont utilisées, mais l'objectif final est toujours d'estimer le niveau de matières organiques dans l'eau. La spectrophotométrie a traditionnellement été une mesure de laboratoire mais, grâce aux progrès technologiques, elle est désormais disponible pour l'environnement de traitement. Une question complémentaire serait donc : quel est le rapport entre l'absorbance et les matières organiques ?
Commençons par revoir ce qu'est l'absorbance.
QU'EST-CE QUE L'ABSORBANCE ?
En termes simples, les instruments d'absorbance (ou spectrophotométriques) font passer de la lumière à travers une cellule de mesure contenant un échantillon d'eau et mesurent la quantité de lumière qui est transmise à travers la colonne d'échantillon avec un capteur de l'autre côté de la cellule. En pratique, l'absorbance est calculée comme une mesure relative de la quantité de lumière absorbée par un échantillon d'eau par rapport à la quantité de lumière absorbée par un échantillon d'eau pure. La mesure de l'échantillon d'eau est divisée par la mesure de l'eau pure avant qu'un logarithme ne soit calculé. Par conséquent, toute unité de mesure de la lumière elle-même est annulée lors de la division. Les résultats de la mesure de l'absorbance sont exprimés par longueur de trajet, où l'on utilise généralement 1 cm ou 1 m.
Un exemple de mesure d'absorbance serait 0,1 cm-1 ou 10 m-1. L'eau pure (eau DI) indique 0 cm-1, et l'eau complètement opaque indique théoriquement l'infini, car le dénominateur devient nul (aucune lumière ne traverse la cellule d'échantillonnage). L'inverse de l'absorbance est la transmittance, qui fournit une unité de mesure de la transmission de la lumière à travers l'eau par rapport à la quantité absorbée par les composés de l'eau.
La question suivante est donc : qu'est-ce qui absorbe la lumière dans l'eau ?
QU'EST-CE QUI ABSORBE LA LUMIÈRE DANS L'EAU ?
De nombreux composés et substances différents absorbent la lumière, notamment la matière organique (DBO, DCO, COT, COD, UV254), les nitrates, les nitrites, la couleur, les solides colloïdaux, certains métaux, les pesticides, les tensioactifs, le carburant diesel et bien d'autres. Chaque substance possède son propre profil d'absorption dans le spectre lumineux. Par conséquent, si ce profil est connu, les longueurs d'onde appropriées du spectre lumineux peuvent être utilisées pour mesurer cette substance.
Les experts de l'industrie, tels que Real Tech, ont constitué de vastes bibliothèques de profils d'absorption et proposent des instruments d'absorption spectrale dédiés à la détection et à la mesure de nombreux paramètres importants et de contaminants préoccupants en utilisant ce principe de mesure.
Des corrélations ou des étalonnages solides peuvent être établis avec le paramètre de qualité de l'eau ou le composant que l'on souhaite surveiller, comme la DBO, ce qui permet d'effectuer des mesures en utilisant les données d'absorbance spectrale.
Enfin, examinons de plus près comment une mesure d'absorbance est traduite en informations significatives sur la concentration.
COMMENT UN INSTRUMENT D'ABSORBANCE FOURNIT-IL LA CONCENTRATION ?
La relation entre l'absorbance (A) et la concentration est définie par la loi de Beer-Lambert (ou loi de Beer). La loi de Beer stipule que l'absorbance de la matière dans l'eau est directement proportionnelle à sa concentration, exprimée par l'équation suivante :
A = ε-b-c
Où ε est l'absorptivité molaire de la matière dans l'échantillon d'eau, qui est constante et spécifique à chaque composé, b est l'épaisseur de la colonne de l'échantillon d'eau, et c est la concentration de la matière dans l'échantillon d'eau. Ainsi, à titre d'exemple, si la concentration de matière organique dans l'eau devait doubler, l'absorbance doublerait également.
En raison de cette relation, les instruments d'absorption peuvent être programmés pour fournir une valeur de concentration, en mg/L ou ppm, à l'aide d'un étalonnage. La plupart des instruments d'absorption sont livrés avec un étalonnage de départ effectué en usine pour les paramètres ou les composés choisis, qui peut être affiné sur site pour améliorer la précision et la fiabilité si nécessaire.
Pour simplifier encore l'utilisation des instruments d'absorbance, certains fabricants, comme Real Tech, ont créé des produits dédiés aux paramètres courants de qualité de l'eau, tels que la DBO/DCO, le COT, les nitrates, les nitrites et autres, dont les longueurs d'onde sont présélectionnées et les calibrations préprogrammées, de sorte que l'utilisateur peut facilement choisir un produit qui répond à ses exigences de détection.
Les technologies innovantes de Real Tech ont permis aux techniques de mesure de l'absorbance spectrale (spectrophotométrie) de passer du laboratoire à l'environnement du processus de manière simple et efficace.
QUELS SONT LES AVANTAGES DE L'UTILISATION DES INSTRUMENTS D'ABSORPTION SPECTRALE POUR LE CONTRÔLE DE LA QUALITÉ DE L'EAU EN TEMPS RÉEL ?
Le processus de mesure ne nécessite pas de préparation de l'échantillon, ni de réactifs ou de modification de la composition de l'échantillon de quelque manière que ce soit. Le fonctionnement est très simple et la maintenance de l'instrument est à la fois facile et peu coûteuse.
L'analyse spectrale est une mesure multidimensionnelle, qui permet de mesurer plusieurs paramètres avec un seul capteur.
La mesure est très rapide, réalisée en quelques secondes dans la plupart des cas, ce qui fait des instruments d'absorption spectrale un outil idéal pour les applications de contrôle de processus.
Les solutions de Real Tech utilisent la puissance de l'analyse spectrale pour fournir une surveillance en temps réel pratique, précise et abordable de la DBO et de nombreux autres paramètres importants de la qualité de l'eau qui sont traditionnellement laissés à l'analyse en laboratoire, contribuant ainsi à faire progresser la gestion de l'eau et des eaux usées.