BOD5 dates back to 1912 when the Royal Commission decided to use the mean residence time of water in the rivers of England, 5 days, as a standard to measure the biochemical oxygen demand. Initially designed to protect the quality of river waters from extensive sewage discharge, the use of BOD5 has been quickly extended to waste water treatment plants (WWTPs) to monitor their efficiency on a daily basis. The measurement has been automatized but remains a tedious, time- and resource-consuming analysis. We have cross-validated a surrogate BOD5 method on two sites in France and in the USA with a total of 109 samples. This method uses a fluorescent redox indicator on a 96-well microplate to measure microbial catabolic activity for a large number of samples simultaneously. Three statistical tests were used to compare surrogate and reference methods and showed robust equivalence.
Résumé. La DBO5 (Demande Biochimique en Oxygène en 5 jours) permet de mesurer la charge en matière organique biodégradable d'un échantillon d'eau. Proposé pour la première fois en 1912 par la Royal Commission for Sewage Disposal en Angleterre, la DBO5 est désormais un paramètre incontournable à l'évaluation des performances d'une station d'épuration et au calcul des redevances pour pollution. Bien que simple d'utilisation, le bas-débit, la durée, le domaine de validité et l'encombrement du matériel rendent l'analyse DBO5 peu opérationnelle. Ainsi, des méthodes alternatives voient progressivement le jour afin de pallier à ces inconvénients. Cette publication présente la validation d'Enverdi-DBO, une solution alternative à la méthode standard, réalisée en microplaque 96-puits et délivrant un résultat en 48h. La technologie repose sur la mesure de la fluorescence d'une sonde redox exprimant l'activité catabolique microbienne. Cette validation se base sur l'analyse, selon la méthode Enverdi-DBO et la méthode standard, de 261 échantillons d'eaux usées et épurées provenant de différentes stations d'épuration urbaines. L'analyse statistique des résultats indique que les valeurs de DBO5 obtenues selon les deux méthodes sont équivalentes.
Abstract. Knowing the quantity and biodegradability of wastewater organic matter (OM) is really essential for the optimization of modern biological treatment processes, particularly when considering the highly challenging context for sewage treatment plant operators. However, the current standard methods for wastewater characterisation, as for 5-days biochemical oxygen demand (BOD5) measurement, OM fractionation analysis and bacterial inhibitor detection, show very poor suitability for routine operational use. In this paper, the efficiency of the commercial Enverdi® method (fluorimetric respirometry) for such analytical applications is investigated, especially for the BOD5-equivalent measurement in municipal wastewater samples. The result of numerous experiments showed that the BOD5 values obtained from the alternative Enverdi® method and the main standard methods are statistically equivalent. The analytical performances of the Enverdi® method was found similar to the standard BOD5 method specifications and perfectly matched the French regulatory requirements in force. The regulatory acceptance of this method is presently under consideration. Such an outlook would be really valuable for end-users given the main advantages of this analytical solution which is time-and space-saving, user-friendly and financially competitive. In addition to BOD5 measurement, the fluorimetric respirometry displayed very promising abilities for the OM fractionation and the detection of bacterial inhibitors in wastewater.
Résumé. La DBO5 (Demande Biochimique en Oxygène en 5 jours) permet de mesurer la charge en matière organique biodégradable d'un échantillon d'eau. Proposé pour la première fois en 1912 par la Royal Commission for Sewage Disposal en Angleterre, la DBO5 est désormais un paramètre incontournable à l'évaluation des performances d'une station d'épuration et au calcul des redevances pour pollution. Bien que simple d'utilisation, le bas-débit, la durée, le domaine de validité et l'encombrement du matériel rendent l'analyse DBO5 peu opérationnelle. Ainsi, des méthodes alternatives voient progressivement le jour afin de pallier à ces inconvénients. Cette publication présente la validation d'Enverdi-DBO, une solution alternative à la méthode standard, réalisée en microplaque 96-puits et délivrant un résultat en 48h. La technologie repose sur la mesure de la fluorescence d'une sonde redox exprimant l'activité catabolique microbienne. Cette validation se base sur l'analyse, selon la méthode Enverdi-DBO et la méthode standard, de 261 échantillons d'eaux usées et épurées provenant de différentes stations d'épuration urbaines. L'analyse statistique des résultats indique que les valeurs de DBO5 obtenues selon les deux méthodes sont équivalentes.
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