ISO 9509:2006
(Main)Water quality — Toxicity test for assessing the inhibition of nitrification of activated sludge microorganisms
Water quality — Toxicity test for assessing the inhibition of nitrification of activated sludge microorganisms
ISO 9509:2006 specifies a method for assessing the short-term inhibitory effect of waters, waste waters or test substances on nitrifying bacteria in activated sludge. The inhibitory effect is estimated over an exposure period of usually 3 h or up to 24 h with weakly nitrifying sludge. The method is applicable to nitrifying activated sludge derived from domestic and synthetic sewage and also to sludges from industrial and mixed domestic and industrial waste waters. The nitrifying activity of the sludge is verified by testing in the presence and absence of a specific inhibitor. If the nitrification rate is within a suitable range for the test, i.e. 2 mg of nitrogen per gram of suspended solid and hour to 6,5 mg of nitrogen per gram of suspended solids and hour, the sludge may be used directly. If not, adjustments are necessary. The method is applicable to water-soluble, non-volatile chemicals, and to waste waters
Qualité de l'eau — Essai de toxicité pour l'évaluation de l'inhibition de la nitrification des micro-organismes des boues activées
L'ISO 9509:2006 spécifie une méthode d'évaluation de l'effet inhibiteur à court terme des eaux et des eaux résiduaires ou des substances d'essai sur les bactéries nitrifiantes des boues activées. L'effet inhibiteur est estimé sur une période d'exposition habituelle de 3 h, pouvant aller jusqu'à 24 h dans le cas de boues faiblement nitrifiantes. La méthode est applicable aux boues activées nitrifiantes provenant d'eaux usées d'origine domestique et de synthèse, ainsi qu'aux boues provenant d'eaux résiduaires industrielles, mélangées ou non avec des eaux résiduaires d'origine domestique. L'activité nitrifiante de la boue est vérifiée par des essais en présence et en l'absence d'un inhibiteur spécifique. Si le taux de nitrification se situe à l'intérieur d'une plage qui convient pour l'essai, c'est-à-dire de 2 mg d'azote par gramme de matière en suspension par heure à 6,5 milligrammes d'azote par gramme de matière en suspension par heure, on peut utiliser la boue directement; si ce n'est pas le cas, des ajustements sont nécessaires. Cette méthode est applicable aux substances chimiques non volatiles, solubles dans l'eau ainsi qu'aux eaux résiduaires.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 9509
Second edition
2006-07-01
Water quality — Toxicity test for
assessing the inhibition of nitrification of
activated sludge microorganisms
Qualité de l'eau — Essai de toxicité pour l'évaluation de l'inhibition de la
nitrification des micro-organismes des boues activées
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Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 2
4 Principle. 2
5 Reagents and materials . 3
6 Apparatus . 4
7 Procedure . 4
8 Calculation and expression of results. 5
9 Validity of results. 6
10 Precision. 7
11 Test report . 7
Annex A (normative) Determination of the nitrifying activity of an activated sludge. 8
Annex B (normative) Example for preparation of the test . 9
Annex C (informative) Apparatus for culturing nitrifying activated sludge . 10
Bibliography . 12
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 9509 was prepared by Technical Committee ISO/TC 147, Water quality, Subcommittee SC 5, Biological
methods.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 9509:1989), which has been technically revised.
iv © ISO 2006 – All rights reserved
Introduction
Nitrification is an important process in the treatment of waste waters, since it is necessary to reduce the
polluting effects of ammonium in treated discharges to receiving waters. It is further necessary to convert
ammonium to nitrate in order to allow the subsequent process of denitrification (producing nitrogen gas) in the
anoxic stage of the modified activated sludge process, thus considerably reducing the potential for
eutrophication in the receiving waters. The nitrification process is generally performed by two separate groups
of autotrophic bacterial species This International Standard describes a method for assessing the inhibition of
the production of oxidized nitrogen (nitrite plus nitrate), or of the removal of ammonium, by nitrifying activated
sludge.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 9509:2006(E)
Water quality — Toxicity test for assessing the inhibition of
nitrification of activated sludge microorganisms
WARNING — Sewage and activated sludge contain potentially pathogenic organisms. Appropriate
precautions are necessary when handling them.
Toxic test substances and those with unknown properties are to be handled with care.
Persons using this International Standard should be familiar with normal laboratory practice. This
standard does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with its use. It is
the responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices and to ensure
compliance with any national regulatory conditions.
IMPORTANT — It is absolutely essential that tests conducted according to this standard be carried
out by suitably trained staff.
1 Scope
This International Standard specifies a method for assessing the short-term inhibitory effect of waters, waste
waters or test substances on nitrifying bacteria in activated sludge. The inhibitory effect is estimated over an
exposure period of usually 3 h or up to 24 h with weakly nitrifying sludge.
The method is applicable to nitrifying activated sludge derived from domestic and synthetic sewage and also
to sludges from industrial and mixed domestic and industrial waste waters.
The nitrifying activity of the sludge is verified by testing in the presence and absence of a specific inhibitor (e.g.
N-allylthiourea; see Annex A). If the nitrification rate is within a suitable range for the test, i.e. 2 mg of nitrogen
per gram of suspended solid and hour to 6,5 mg of nitrogen per gram of suspended solids and hour, the
sludge may be used directly. If not, adjustments are necessary (see Clause 9).
The method is applicable to water-soluble, non-volatile chemicals, and to waste waters
Sludges from different sources respond differently to a given concentration of an inhibitor mainly due to
reaction between the inhibitor and components of the sludge. This results in a partial neutralisation of the toxic
effect. Also, since the test lasts only hours, any inhibitory effects may diminish or increase over a longer
period, e.g. in the continuous activated sludge system (see ISO 5667-16).
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 5667-16, Water quality — Guidance on biotesting of samples
ISO 6777, Water quality — Determination of nitrite — Molecular absorption spectrometric method
ISO 7150-1, Water quality — Determination of ammonium — Part 1: Manual spectrometric method
ISO 11733, Water quality — Determination of the elimination and biodegradability of organic compounds in an
aqueous medium — Activated sludge simulation test
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
nitrification
oxidation of ammonium compounds by bacteria
NOTE Usually the intermediate product is nitrite and the end product nitrate
[ISO 6107-1:2004, 49]
3.2
test material
pure chemicals, clearly defined mixtures of chemicals, chemical products, waste waters and treated waste
waters
3.3
activated sludge
accumulated biological mass (floc) produced in the treatment of waste water by the growth of bacteria and
other microorganisms in the presence of dissolved oxygen
[ISO 6107-1:2004, 2]
3.4
concentration of suspended solids of an activated sludge
amount of solids obtained by filtration or centrifugation of a known volume of activated sludge and drying at
about 105 °C to constant mass
[ISO 9888:1999, 3.4]
3.5
toxic range
range of concentration of a test material over which 0 % to 100 % inhibition occurs
1)
[ISO 8192:— ]
3.6
EC
effective concentration of the test material giving a calculated or interpolated inhibition of nitrification of 50 %,
compared with a blank control
4 Principle
The percentage inhibition of nitrification by various concentrations of the test material is calculated by
assessing the difference in concentration of oxidized nitrogen (nitrite plus nitrate) produced, or of ammonium
utilized, under standard conditions by the oxidation of ammonium salts after the parallel aeration of a nitrifying
sludge in the presence and absence of test material.
1) To be published. (Revision of ISO 8192:1986)
2 © ISO 2006 – All rights reserved
5 Reagents and materials
5.1 Deionized water, for the preparation of defined stock solutions. For washing procedures, tap water is
suitable as well.
2+
Make sure that the water is free from chemicals which may inhibit nitrification processes (e.g. Cu ions).
5.2 Nitrifying activated sludge.
Collect a sufficient volume of a nitrifying activated sludge from a local waste water treatment plant, or from a
laboratory-grown sludge (see Annex C), in which nitrification is known to be occurring. According to the
purpose of the test, sludge may be collected from plants treating predominantly domestic sewage, mixed
domestic industrial waste water or solely industrial waste water; the source of the sludge and the treated
waste water should be reported since the results of the test often depend of the origin of the sludge used (see
Reference [6]). Maintain the sludge in an aerobic condition. Since the toxicity to nitrification may change with
time of storage (see Reference [1]), assessments should be made as soon as possible after collection and
preferably within 24 h (see ISO 5667-16).
Instead of using activated sludge from a waste water plant, nitrifying sludge can be grown in the laboratory
(see Annex C).
Although the sludge may be used as collected, it is preferable to wash the sludge to remove any inhibitors and
nitrate present, before re-suspending in chlorine-free, nitrate-free tap water. This washing procedure may be
─1
carried out by centrifuging or settling and is optional. Centrifuge (e.g. 10 000 min for 5 min) or settle the
sludge and discard the supernatant liquid. Wash the residue with a volume of tap water equal to the original
volume, re-centrifuge or settle and again discard the supernatant liquid. Finally, re-suspend the centrifuged or
settled sludge in an appropriate volume of tap water to give the required concentration of mixed liquor
suspended solids (e.g. 3 g/l) and aerate until use.
5.3 Full medium.
Dissolve 5,04 g of sodium hydrogen carbonate, NaHCO , and 2,65 g of ammonium sulfate, (NH ) SO , in 1 l
3 4 2 4
of water (5.1).
NOTE This medium, when diluted 1:10 (1 + 9) with water (5.1), contains 56 mg of nitrogen per litre and has a pH
value of about 7,6. It allows the production of at least 25 mg/l of oxidized nitrogen without changing the pH value.
5.4 Medium for waste water samples
5.4.1 Medium A.
Dissolve 10,08 g of sodium hydrogen carbonate, NaHCO , in 1 l of water (5.1).
5.4.2 Medium B.
Dissolve 5,3 g of ammonium sulfate, (NH ) SO , in 1 l of water (5.1).
4 2 4
5.5 Reference inhibitor.
Dissolve 1,16 g of N-allylthiourea (ATU) in 1 l of water (5.1).
Other inhibitors may be used as well, e.g. 2-chloro-6-(trichloromethyl)pyridine, but the concentration required
and mode of addition should be investigated in advance.
5.6 Stock solution of test substance.
Prepare a stock
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 9509
Deuxième édition
2006-07-01
Qualité de l'eau — Essai de toxicité pour
l'évaluation de l'inhibition de la
nitrification des micro-organismes des
boues activées
Water quality — Toxicity test for assessing the inhibition of nitrification
of activated sludge microorganisms
Numéro de référence
©
ISO 2006
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Publié en Suisse
ii © ISO 2006 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions. 2
4 Principe. 3
5 Réactifs et matériaux. 3
6 Appareillage . 4
7 Mode opératoire . 5
8 Calcul et expression des résultats. 6
9 Validité des résultats. 6
10 Fidélité . 7
11 Rapport d'essai . 8
Annexe A (normative) Détermination de l'activité nitrifiante d'une boue activée . 9
Annexe B (normative) Exemple pour la préparation de l'essai . 10
Annexe C (informative) Appareillage pour la culture d'une boue activée nitrifiante . 11
Bibliographie . 13
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 9509 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 147, Qualité de l'eau, sous-comité SC 5, Méthodes
biologiques.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 9509:1989), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
iv © ISO 2006 – Tous droits réservés
Introduction
La nitrification est un processus important du traitement des eaux résiduaires car il est nécessaire pour
réduire les effets polluants de l’ammonium dans les rejets traités déversés dans les milieux récepteurs
aquatiques. De plus, il est nécessaire de convertir l’ammonium en nitrate pour être en mesure ensuite de
procéder à la dénitrification (en produisant de l’azote sous forme de gaz) lors de la phase d’anoxie du procédé
applicable aux boues activées, ce qui réduit considérablement le potentiel d’eutrophisation dans les milieux
récepteurs aquatiques. La nitrification est, en général, réalisée par deux groupes distincts d’espèces
bactériennes autotrophes. La présente Norme internationale décrit une méthode d’évaluation de l’inhibition de
la production d’azote oxydé (nitrites plus nitrates) ou de l’élimination de l’ammonium, par la boue activée
nitrifiante.
NORME INTERNATIONALE ISO 9509:2006(F)
Qualité de l'eau — Essai de toxicité pour l'évaluation de
l'inhibition de la nitrification des micro-organismes des boues
activées
AVERTISSEMENT — Les boues activées et les eaux usées contiennent des organismes
potentiellement pathogènes. Il y a donc lieu de les manipuler avec les précautions appropriées.
Les substances d’essai toxiques ou celles dont les propriétés ne sont pas connues doivent être
manipulées avec précautions.
Il convient que l’utilisateur de la présente Norme Internationale connaisse bien les pratiques
courantes de laboratoire. La présente norme n’a pas pour but de traiter tous les problèmes de sécurité
qui sont, le cas échéant, liés à son utilisation. Il incombe à l’utilisateur de la présente norme d’établir
des pratiques appropriées en matière d’hygiène et de sécurité, et de s’assurer de la conformité à la
réglementation nationale en vigueur.
IMPORTANT — Il est absolument essentiel que les essais conduits conformément à la présente norme
soient effectués par un personnel ayant reçu une formation adéquate.
1 Domaine d'application
La présente Norme Internationale spécifie une méthode d’évaluation de l’effet inhibiteur à court terme des
eaux et des eaux résiduaires ou des substances d’essai sur les bactéries nitrifiantes des boues activées.
L’effet inhibiteur est estimé sur une période d’exposition habituelle de 3 h, pouvant aller jusqu’à 24 h dans le
cas de boues faiblement nitrifiantes.
La méthode est applicable aux boues activées nitrifiantes provenant d’eaux usées d’origine domestique et de
synthèse, ainsi qu’aux boues provenant d’eaux résiduaires industrielles, mélangées ou non avec des eaux
résiduaires d’origine domestique.
L’activité nitrifiante de la boue est vérifiée par des essais en présence et en l’absence d’un inhibiteur
spécifique (par exemple N-allylthiourée; voir Annexe A). Si le taux de nitrification se situe à l’intérieur d’une
plage qui convient pour l’essai, c’est-à-dire de 2 mg d’azote par gramme de matière en suspension et par
heure à 6,5 milligrammes d’azote par gramme de matière en suspension et par heure, on peut utiliser la boue
directement; si ce n’est pas le cas, des ajustements sont nécessaires (voir Article 9).
Cette méthode est applicable aux substances chimiques non volatiles, solubles dans l’eau ainsi qu’aux eaux
résiduaires.
Si des boues provenant de sources différentes réagissent différemment à une concentration donnée d’un
inhibiteur, c’est principalement parce qu’il se produit une réaction entre l’inhibiteur et les constituants de la
boue. Il en résulte une neutralisation partielle de l’effet toxique. En outre, puisque l’essai ne dure que
quelques heures, il se peut que les effets inhibiteurs diminuent ou augmentent sur une période plus longue,
par exemple, dans le cas des systèmes continus de boues activées (voir l’ISO 5667-16).
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 5667-16, Qualité de l'eau — Échantillonnage — Partie 16: Lignes directrices pour les essais biologiques
des échantillons
ISO 6777, Qualité de l'eau — Dosage des nitrites — Méthode par spectrométrie d'absorption moléculaire
ISO 7150-1, Qualité de l'eau — Dosage de l'ammonium — Partie 1: Méthode spectrométrique manuelle
ISO 11733, Qualité de l'eau — Détermination de l'élimination et de la biodégradabilité des composés
organiques en milieu aqueux — Essai de simulation des boues activées
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
nitrification
oxydation des composés de l’ammonium par des bactéries
NOTE Généralement, le produit intermédiaire est le nitrite, et le produit final, le nitrate
[ISO 6107:2004, 49]
3.2
substance d’essai
substances chimiques pures, mélanges clairement définis de substances chimiques, produits chimiques, eaux
résiduaires, traitées ou non
3.3
boue activée
amas biologique (floc) formé, au cours du traitement d’une eau résiduaire, par la croissance de bactéries et
d’autres micro-organismes en présence d’oxygène dissous
[ISO 6107-1:2004, 2]
3.4
concentration de matières en suspension dans une boue activée
quantité de matière solide obtenue par filtration ou centrifugation d’un volume connu de boues activées et
séchage à 105 °C environ jusqu’à masse constante
[ISO 9888:1999, 3.4]
3.5
niveau toxique
niveau de concentration d’une substance d’essai au-dessus duquel se produit une inhibition de 10 % à 100 %
1)
[ISO 8192:— ]
1) À publier. (Révision de l'ISO 8192:1986)
2 © ISO 2006 – Tous droits réservés
3.6
CE
concentration effective de substance d’essai déduite par calcul ou interpolation produisant une inhibition de la
nitrification de 50 % par rapport à un blanc
4 Principe
Le pourcentage d’inhibition de la nitrification par des concentrations variées de substance d’essai est calculé
en évaluant la différence de concentration en azote oxydé (nitrate plus nitrite) produite, ou en ammonium
utilisée, dans des conditions normalisées, par l’oxydation des sels d’ammonium après l’aération parallèle
d’une boue nitrifiante, en présence et en l’absence de la substance d’essai.
5 Réactifs et matériaux
5.1 Eau déionisée pour la préparation de solutions mères définies. Pour les opérations de nettoyage, l’eau
du robinet convient également.
Vérifier que l’eau est exempte de substances chimiques pouvant inhiber les processus de nitrification (par
2+
exemple des ions Cu ).
5.2 Boues activées nitrifiantes
Prélever un volume suffisant de boue activée nitrifiante dans une installation locale de traitement des eaux
résiduaires ou dans un laboratoire (voir Annexe C), où se déroule une nitrification. Selon le but de l’essai, la
boue peut être prélevée dans des installations traitant principalement des eaux usées d’origine domestique,
des mélanges d’eaux résiduaires industrielles et d’origine domestique ou des eaux résiduaires industrielles,
uniquement. Il convient de noter la provenance de la boue et des eaux résiduaires traitées car les résultats de
l’essai dépendent souvent de l’origine de la boue utilisée (voir Référence [6]). Maintenir la boue en aérobiose.
La toxicité pour la nitrification pouvant varier avec le temps de stockage (voir Référence [1]), il convient de
procéder aux évaluations dès que possible après le prélèvement et, de préférence, dans les 24 h (voir
l’ISO 5667-16).
Au lieu d’utiliser une boue activée provenant d’une installation de traitement d’eaux résiduaires, la boue
nitrifiante peut être cultivée en laboratoire (voir Annexe C).
Bien que l’on puisse utiliser en l’état la boue prélevée, il est préférable de la laver pour éliminer les inhibiteurs
et nitrates présents avant de la remettre en suspension dans de l’eau du robinet
...
Questions, Comments and Discussion
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