DCO totale
La DCO totale d’une eau usée se décompose en trois fractions :
- DCO particulaire et colloïdale
- DCO soluble biodégradable
- DCO réfractaire (ou DCO dure)
DCO particulaire et colloïdale
La DCO particulaire et colloïdale représente environ 35% de la DCO totale. Elle est essentiellement constituée de matières en suspension (MES) et est essentielle pour comprendre l’impact des solides en suspension sur la charge de pollution organique. La DCO particulaire est obtenue par différence entre la DCO brute et la DCO après filtration de l’échantillon.
D’après une étude de l’IRSTEA sur des eaux usées en boues activées aération prolongée, 1 mg de MES en sortie de station municipale apporte en moyenne 1,2 mg de DCO et 0,5 mg de DBO5
Sachant que ces MES ont environ de 20 mg/L, la DCO particulaire correspondante est de 24mg DCO/L (20 x 1,2).
La DCO particulaire ou colloïdale est obtenue par différence entre la DCO brute et la DCO après filtration de l’échantillon. Elle est essentiellement constituée de MES.
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DCO soluble biodégradable
En sortie de station d’épuration, la DCO soluble biodégradable ne représente qu’une petite partie de la DCO totale. C’est-à-dire aux environs de 10% de la DCO totale. Elle représente la quantité d’oxygène nécessaire pour oxyder chimiquement les matières organiques dissoutes dans l’eau, qui sont facilement dégradables par des processus biologiques.
C’est un indicateur essentiel pour évaluer l’efficacité des systèmes de traitement biologique, tels que les réacteurs biologiques à biofilm mobile (MBBR) et les systèmes à boues activées. Une haute proportion signifie que les polluants organiques sont facilement biodégradables, ce qui facilite leur élimination.
Cette fuite de DCO soluble normalement dégradée par les bactéries peut être liée soit à :
- un surdosage en réactif (utilisation du méthanol pour la dénitrification par exemple)
- une durée de séjour insuffisante dans les bassins pour permettre une biodégradation totale.
Cette fuite peut aussi indiquer :
- un by-pass d’une étape de traitement
- un perçage hydraulique au niveau des certains filtres biologiques
- une mauvaise d’aération.
Pour déterminer la DCO soluble biodégradable en sortie de station municipale, on utilise :
- DBO5 totale (environ 12 mg/L O2)
- Concentration en MES (20 mg/L) que l’on multiplie à un facteur de 2.4:
DCO soluble totale = (DBO5 totale – DBO5 liée aux MES) x 2.4 = (12 – 20 x 0.5) x 2.4 = 4.8 mg/L O2.
DCO réfractaire dite « DCO dure »
La DCO dure correspond à la DCO résiduelle d’un échantillon après une analyse de DBO5 ultime. Elle représente environ 55% de la DCO totale. C’est la fraction la plus difficilement biodégradable, qui résiste au traitement biologique. Elle est composée de substances organiques complexes et de certains effluents industriels.
En moyenne, dans les eaux usées domestiques, la DCO dure représente 3 à 5% de la DCO totale.
DCO dure = DCO totale – DCO particulaire – DCO soluble
Toujours selon l’IRSTEA, avec une concentration en DCO totale en sortie de 70 mg/L, nous pouvons estimer que :
DCO dure = 70 – 24 – 4.8 = 41.2 mg/L O2.
Sachant qu’une eau usée domestique contient approximativement 900 mg/L O2 en entrée, le ratio des 3 à 5 % est confirmé.
Cette teneur dans les eaux en entrée peut s’élever en cas d’ajouts d’eaux usées non domestiques. Cela renferment de la matière organique réfractaire au traitement biologique (certains effluents industriels, lixiviats de décharge,…).
Ainsi, il faut analyser la nature des eaux non domestiques avant d’approuver des apports dans le réseau de collecte. De plus, il faut régulièrement s’assurer que ces concentrations suivent les seuils définies par les autorités locales.
Lors de la définition des normes de rejets d’une station, les autorités doivent tenir compte :
- de la proportion des talons réfractaires pour les eaux usées domestiques
- des eaux usées non domestiques.
Une norme sévère en DCO pour une eau usée contenant beaucoup de DCO dure signifie l’installation d’équipements de traitement poussés et des coûts d’exploitations supérieurs.
Rapport DCO/DBO5
Le rapport DCO/DBO5 est un indicateur important de la biodégradabilité d’un effluent et l’origine de la pollution organique. Il permet de caractériser l’origine et la nature de la pollution organique.
En règle générale, plus le rapport DCO/DBO5 est élevé, plus la pollution est difficilement biodégradable. Pour les eaux usées domestiques, ce rapport est généralement compris entre 2 et 2,5.
Un rapport DCO/DBO5 supérieur à 3 indique une pollution d’origine industrielle ou une présence de substances toxiques inhibant l’activité biologique.
La DBO5 d’une eau de surface non polluée varie entre 2 et 20 mg/l. Les mesures qui vont au-delà indiquent alors que l’eau est polluée.
Les mesures se rapprochant de 1 du rapport DCO / DBO5 une très bonne biodégradabilité (lait, yaourt).
- De 1 à 2 : eaux usées provenant d’industries agroalimentaires, qui contiennent des éléments dont les bactéries raffolent, se traduisant par une DBO5 élevée.
- Entre 2 à 3 : eaux résiduaires urbaines.
- De 3 à 4 : Eaux usées moins facilement biodégradable.
- >4 : Effluent difficilement biodégradable
