Brevet FR2646666A1 — publié le 19901109

Procédé et dispositif de détermination de la demande chimique d'oxygène des eaux usées La présente invention concerne un procédé de détermination de la demande chimique d'oxygène (DCO) des eaux usées, en particulier les eaux d'écoulement de stations d'épuration. L'invention concerne en outre un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé. La demande chimique d'oxygène DCO est la quantité d'un composé chimique, habituellement le dichromate de potassium, exprimée en équivalent oxygène, qui est consommée par les constituants oxydables contenus dans un litre d'eau dans les conditions de -la réaction d'un procédé prescrit. Pour la détermination on utilise divers procédés, parmi lesquels on a recours le plus souvent au procédé de American Standard, au procédé ISO et au procédé DIN. Ces procédés sont discontinus et reposent sur la détermination photométrique de corps oxydés par l'oxydant. Cependant ces procédés ne conviennent pas pour une mesure en continu, car ils ne donnent pas de valeur de mesure continue, présentent de longs temps morts allant de 2 à 3 heures et posent de par l'utilisation de produits chimiques des difficultés lors de 11 élimination de ces produits chimiques. On a trouvé que l'on peut éliminer ces inconvénients de l'état de la technique et créer un procédé convenant en particulier à la détermination rapide en continu de la DCO. Ce procédé repose sur la découverte selon laquelle- la valeur de la DCO des eaux usées contenant des matières organiques peut être mise en corrélation en première approximation avec l'oxygène que l'on obtint à partir du peroxyde d'hydrogène en utilisant un rayonnement ultraviolet. Le procédé selon l'invention de détermination de la demande chimique d'oxygène des eaux usées, en particulier des eaux d'écoulement des stations d'épuration par oxydation des matières oxydables contenues dans l'eau au moyen d'un oxydant chimique, mesure de la consommation en oxydants et calcul de ltéquivalent oxygène par litre d'eau se caractérise en ce qu'on utilise l'oxydant peroxyde d'hydrogène et en ce qu'on conduit l'oxydation à température augmentée dans un intervalle de 400 à 2400C en présence d'une source de lumière ultraviolette dans l'obscuri- té. L'oxydation se fait de préférence entre 450 et 1200. On procède en particulier à ltoxydation dans une chambre fermée munie d'un enduit réfléchissant pour la lumière W 11 enduit réfléchissant étant constitué de préférence d'une couche métallisée. On procède en particulier à la mesure de la consommation d'oxydant par mesure polarographique de l'oxygène restant au moyen d'une électrode d'oxygène. Ceci permet de réaliser le procédé en continu, dans lequel on règle au moyen d'un microprocesseur à commande numérique l'alimentation en peroxyde d'hydrogène par l'intermédiaire de l'excès d'oxygène mesuré par polarographie. En réchauffant l'eau de consommation que l'on doit mesurer, on en chasse de l'air, du C02 et d'autres gaz gênants, mais on ne doit pas chasser de composés hydrocarbonés volatils, car ceux-ci appartiennent aux substances qui doivent être oxydées. Dans le réacteur il se forme par rayonnement UV de l'ozone, qui agit comme oxydant spécifique et se décompose en oxygène après oxydation des substances oxydables. L'excès d'oxygène est facile à mesurer par polarographie avec l'électrode d'oxygène derrière le réacteur. L'oxydation s1 effectue dans le réacteur, l'énergie thermique étant renforcée par l'énergie du rayonnement ultraviolet, qui est encore renforcée par la couche réflectrice, ordinairement sous la forme d'une couche métallisée. Pour éviter que la température dans le réacteur ne monte trop fortement, on prévoit un refroidissement. Par l'intermédiaire de l'électrode d'oxygène l'alimentation en peroxyde d'hydrogène est réglée par la pompe du réservoir de manière que l'excès d'oxygène reste constant. D'après le peroxyde d'hydrogène utilisé et l'oxygène restant mesuré on a la valeur de la DCO, que l'on peut exprimer de façon continue au moyen d'un calculateur. Le calculateur actionne un micro-processeur, par l'intermédiaire duquel les pompes sont commandées en fonction des valeurs mesurées. L'étalonnage des paramètres nécessaires à la réalisation du procédé peut s'effectuer par comparaison avec un procédé de technique de laboratoire connu, dans lequel la simultanéité des prélèvements d'échantillons doit être garantie. On y a établi que les valeurs de consomma tion chimique d'oxygène selon le procédé de l'invention sont reproductibles avec une erreur de +/- 10%, ce qui se situe dans l'ordre de grandeur des procédés techniques habituels de laboratoire. l'inconvé- nient des procédés habituels est l'influence perturbatrice du chlore, qui doit être compensée, ce qui n'est pas le cas dans le procédé selon l'invention. En outre le procédé selon l'invention fonctionne de manière essentiellement plus rapide et continue, ce qui n'est pas non plus possible selon l'état de la technique. Selon le procédé de l'invention il suffit de compléter la quantité de produits chimiques 2 fois par semaine. La cuvette de quartz pour la mesure de l'oxygène a une durée de vie d'un mois, suivant les nécessités. Le dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention est reproduit dans le dessin joint. 1 y représente un récipient pouvant être amené à température constante avec dispositif d'élimination de l'air pour l'eau, qui n'est pas à déterminer dans les besoins en oxygène, 2 un réservoir de peroxyde d'hydrogène, 3 un réservoir de liquide de nettoyage, qui sert le cas échéant à nettoyer le système. Des pompes 4, 5 et 6 sont prévues pour l'alimentation en eau à mesurer, peroxy#de d'hydrogène et éventuellement liquide de nettoyage dans une canalisation d'amenée, qui aboutit au réacteur fermé 8 alimenté en lumière UV, qui de plus est muni de parois réflechissantes. Le réacteur comporte le dispositif de refroidissement 9 mentionné précédemment et le flux du réacteur passe dans le dispositif de mesure polarographique. L'unité calculateur microprocesseur 11 est équipée de points de mesure correspondants pour l'actionnement des pompes 4, 5, 6. Le dispositif ne prend qu'une place réduite et peut ainsi facilement être transporté facilement dans des installations d'épuration d'eaux usées et y etre installé. Le cas échéant il peut etre monté dans des stations de mesure mobiles. Revendications 1. Procédé de détermination de la demande chimique d'oxygène des eaux usées, en particulier des écoulements dans les stations d'épuration, par oxydation des corps oxydables contenus dans l'eau au moyen d'un oxydant chimique, mesure de la consommation en oxydants et calcul de l'équivalent oxygène par litre d'eau, caractérisé en ce qu'on utilise comme oxydant le peroxyde d'hydrogène et en ce qu'on conduit l'oxydation à une temperature augmentée dans un intervalle de 40 à 2400C en présence d'une source de lumière ultraviolette dans l'obscurité. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on conduit l'oxydation dans une chambre fermée munie d'une couche réfléchissant la lumière W. 3. Procédé selon les revendications I et 2, caractérisé en ce qu'on effectue la mesure de la consommation d'oxydant par une mesure polarographique de l'oxygène restant au moyen d'une électrode d'oxygène. 4. Procédé en continu selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on règle au moyen d'un microprocesseur commandé par calculateur l'apport de peroxyde d'hydrogène par l'intermédiaire de l'excès d'oxygène mesuré par polarographie. 5. Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par un récipient (1) pouvant être amené à température constante pour l'eau dont la demande chimique d'oxygène est à déterminer, un réservoir (2) pour le peroxyde d'hydrogène, un récipient pour le liquide de nettoyage (3), des pompes (4, 5, 6) pour l'alimentation en eau à mesurer, en peroxyde d'hydrogène et éventuellement en liquide de nettoyage d'une canalisation d'amenée (7) dans un réacteur fermé (8) alimenté en lumière UV, un dispositif de refroidissement pour le réacteur (9), un dispositif de mesure polarographique (10) pour le liquide sortant du réacteur (8) et une unité calculateur-microprocesseur (11) avec des points de mesure correspondants pour actionner les pompes (4, 5, 6).