Continuous Monitoring of Turbidity and Conductivity in Wastewater Networks

Abstract

Continuous monitoring of the sanitation network of the urban catchment of Pau (southwest France) has been performed since March 2012 using rain gauges, flowmeters, as well as turbidity and conductivity probes. Good correlations were obtained between turbidity, total suspended solids (TSS) and chemical oxygen demand (COD) on the one hand, and conductivity and total nitrogen on the other hand. This allowed an instantaneous and continuous estimation of pollutant concentrations and fluxes since that date. In the present paper we focused on the results of October 2012, which was characterized by alternating periods of dry and rainy events. Turbidity and conductivity raw data show different trends during the study period depending on the parameter and the rain events. A turbidity peak is observed at the beginning of each rain event but its amplitude varies with the intensity of the rain and the length of the preceding dry weather period. Conversely, conductivity decrease during each rain event implying, that rain water acts as a dilution factor. The behaviour of COD and total nitrogen differ markedly due to their partitioning between the dissolved (total nitrogen) and particulate phases (COD). Daily pollutant fluxes allow a global comprehension and monitoring of the sewer system. Important COD fluxes during a rain event preceded by a long dry weather period highlight the importance of erosion of sedimentary deposits in the sewerage network. During these events, important fluxes are discharged into receiving water leading to the question of the impact on aquatic life. Generally, these results highlight the potential of online monitoring to better understand the behaviour of the sewer network on long or short time scales. This could be a useful tool to manage wastewater treatment.Un suivi en continu du système d’assainissement de la Communauté d’Agglomération de Pau est mené depuis le mois de mars 2012 grâce à l’utilisation de pluviographes, de débitmètres, de turbidimètres et conductimètres. Des corrélations fiables ont été obtenues entre la turbidité, les matières en suspension (MES) et la demande chimique en oxygène (DCO) d’une part et entre la conductivité et l’azote total (TN) d’autre part. Ces mesures permettent une estimation instantanée et continue des flux de polluants transitant dans le réseau d’assainissement. L’article présente les résultats obtenus au mois d’octobre 2012 qui est caractérisé par une alternance de périodes de temps sec et d’événements pluvieux. Les données de turbidité et de conductivité montrent des tendances différentes pour un même type d’événement. Une augmentation de turbidité est observée au début de chaque épisode pluvieux, celle-ci variant en fonction de l’intensité des précipitations et de la durée de temps sec qui précède l’événement. À l’inverse, la conductivité diminue lors de chaque événement pluvieux en réponse à la dilution des eaux usées par l’eau de pluie. Le comportement différent de la DCO et de TN au cours d’un épisode pluvieux est dû à leurs répartitions différentes entre les phases dissoutes (TN) et particulaires (DCO). Les flux importants de DCO mesurés durant un événement de pluie précédé d’une longue période de temps sec mettent en évidence l’importance des phénomènes de sédimentation et d’érosion dans le réseau d’assainissement. Au cours de ces événements, les flux polluants rejetés vers le milieu récepteur peuvent être alors conséquents. Cela pose la question de leur impact sur la vie aquatique. Ces résultats montrent le potentiel de la mesure en continu pour une meilleure compréhension des systèmes d’assainissement. Cet outil pourrait être utile pour optimiser la gestion des eaux usées urbaines.