L'eau est la source et la base de toute vie. En tant que solvant et agent de transport, elle transporte non seulement des minéraux et des nutriments vitaux, mais aussi, de plus en plus, des polluants nocifs qui s'accumulent dans les organismes aquatiques ou terrestres.
En raison des risques sanitaires associés, l'Organisation mondiale de la santé (OMS) a publié des valeurs indicatives pour environ 200 substances présentes dans l'eau, dont des composés azotés tels que l'ammoniac (NH3), les nitrates (NO3-), et les nitrites (NO2-). Par conséquent, le traitement des eaux usées est un sujet critique et le respect des limites légales est très important pour aider à protéger l'environnement de ces polluants mobiles.
Cette note d'application de processus traite des mesures en ligne de l'ammoniac, du nitrite et du nitrate dans les stations d'épuration des eaux usées. Ces composés azotés sont analysés simultanément à l'aide d'une mesure colorimétrique sans dérive dans un analyseur de processus multi-paramètres de Metrohm Process Analytics.
L'importance de l'élimination des nutriments sous forme d'azote et de phosphore dans les eaux usées industrielles et municipales a considérablement augmenté au cours de la dernière décennie afin de minimiser la pollution de l'eau et d'éviter l'eutrophisation des plans d'eau. L'azote est présent dans les eaux usées principalement sous forme d'azote organique, d'ammonium/ammoniac et de nitrate. Ces eaux usées doivent être traitées correctement pour répondre aux exigences strictes en matière d'effluents imposées par la législation.
Les processus d'élimination biologique des nutriments (BNR) sont mis en place dans les stations d'épuration modernes pour traiter et éliminer les composés azotés, et ils impliquent des étapes de nitrification et de dénitrification. La nitrification (Réaction 1A) a lieu dans le bassin d'aération (Figure 1) où l'ammonium est oxydé en nitrate via le nitrite en utilisant de l'oxygène et différentes espèces de nitrifiants (bactéries). Au cours de la dénitrification ultérieure (Réaction 1B), le nitrate est transformé en azote gazeux (N2)par des bactéries hétérotrophes spécialisées, en l'absence d'oxygène (c'est-à-dire dans la zone anoxique). Le N2 formé est libéré de manière inoffensive dans l'atmosphère. Il est donc très important de mesurer en permanence les concentrations d'ammoniac, de nitrates et de nitrites tout au long des deux étapes du processus afin de garantir une oxydation complète de l'azote et la conversion ultérieure de l'azote gazeux.
Une augmentation des niveaux d'ammoniac et de nitrite dans l'effluent indique qu'une étape d'aération insuffisante ou un changement de toxicité ou de pH perturbe le processus de nitrification. D'autre part, une augmentation des nitrates dans l'effluent peut indiquer que la zone anoxique ne se développe pas correctement ou que la source de nourriture de la demande biochimique (ou biologique) d'oxygène dans l'effluent est plus faible que d'habitude.
La teneur en ammoniac et en nitrates/nitrites doit être constamment surveillée dans les effluents d'eaux usées afin de garantir le respect de l'environnement. Traditionnellement, ces paramètres peuvent être mesurés par analyse en laboratoire. Cependant, cette méthode ne fournit pas de résultats "en temps réel" et nécessite une maintenance constante et une intervention humaine pour s'adapter aux conditions de fonctionnement actuelles. Les analyseurs de processus en ligne robustes et autonettoyants sont la seule solution de mesure fiable pour les applications d'eaux usées industrielles, d'égouts et municipales présentant des concentrations élevées de solides et de bactéries.
Metrohm Process Analytics propose une solution d'analyse de process multiparamétrique pour l'analyse simultanée de l'ammoniac, des nitrates et des nitrites sur une large plage de concentration couvrant toutes les exigences en matière d'influents et d'effluents : l'Analyseur process 2060 TI (figure 2). Cet analyseur process peut également surveiller les composés azotés en ligne, garantissant ainsi une efficacité élevée du traitement des nutriments et de faibles coûts d'exploitation et d'énergie.
NH3, NO3-, et NO2- peuvent être analysés simultanément en utilisant une mesure photométrique sans dérive. L'analyseur de process TI 2060 est capable de mesurer une large gamme de concentrations de NO2-, NO3-, et NH3/NH4+, de μg/L à mg/L (Table 1).
| Paramètres | Influent [mg/L] | Effluent [mg/L] |
|---|---|---|
| NH3 | 0–6000 | 0–60 |
| NO3- | 140–1400 | 0–88 |
| NO2- | 160–320 | 0–16 |
D'autres paramètres tels que la demande chimique en oxygène (DCO), les phosphates libres et totaux, l'azote total, le pH, les métaux lourds, le chlore, etc. peuvent être mesurés en ligne dans les flux d'eaux usées à l'aide des analyseurs de processus Metrohm.
L'ammoniac, les nitrites et les nitrates sont des paramètres importants à mesurer dans les usines de traitement des eaux usées. Pour une fréquence d'analyse accrue, l'analyseur de processus 2060 TI de Metrohm Process Analytics peut prévenir les données hors spécifications des flux d'eaux usées et contribuer à garantir la conformité aux réglementations gouvernementales.
- Diagnostic entièrement automatisé - alarmes automatiques lorsque les échantillons sont en dehors des paramètres de spécification.
- Garantir la conformité avec les réglementations gouvernementales.
- Évitez les coûts inutiles en mesurant plusieurs paramètres simultanément dans un flux de processus.
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