ISO 16075-1:2020
(Main)Guidelines for treated wastewater use for irrigation projects — Part 1: The basis of a reuse project for irrigation
Guidelines for treated wastewater use for irrigation projects — Part 1: The basis of a reuse project for irrigation
This document contains guidelines for the development and the execution of projects intending to use treated wastewater (TWW) for irrigation and considers the parameters of climate and soil. The purpose of this document is to provide guidance on all elements of a project using TWW for unrestricted and restricted irrigation, including design, materials, construction, and performance, when used for the following: — irrigation of agricultural crops; — irrigation of public and private gardens and landscape areas, including parks, sport fields, golf courses, cemeteries, etc. These guidelines are intended to provide assistance for the benefit of users of TWW for irrigation. The guidelines relate to the widespread and common ranges of water quality rather than exceptional or unique ones and are intended for the use of professionals, such as irrigation companies (designers and operators), agricultural extension officers or advisors, water companies (designers and operators), local authorities and water utilities. The use of these guidelines by users might require additional specifications. None of the parts of this document are intended to be used for certification purposes. These guidelines suggest the parameters of TWW quality. These parameters include the following: — agronomic parameters: nutrients (nitrogen, phosphorus and potassium), salinity factors (total salt content, chloride, boron, and sodium concentration) and heavy metals' concentration; — pathogen presence. Each of these parameters can have possible impacts on the crops, soil, and public health. The guidelines discuss the possibility of preventing the contaminants' addition during wastewater production and the ability to remove them during the course of treatment. Contaminants of emerging concern (such as pharmaceuticals and personal care product residuals) are outside the scope of this document since up to day, there is no evidence of adverse effects on human health or environment via irrigation with TWW or via the consumption of crops irrigated with TWW. The project should be designed in accordance with the sanitary quality of the TWW in order to avoid disease transmission by the pathogens in the water. The use of these guidelines is encouraged to ensure consistency within any organization engaged in the use of treated wastewater. These guidelines provide the basis for a healthy, hydrological, environmental and agronomic conscious design, operation, monitoring, and maintenance of an irrigation system using treated wastewater.
Lignes directrices pour l'utilisation des eaux usées traitées dans les projets d'irrigation — Partie 1: Les bases d'un projet de réutilisation pour l'irrigation
Le présent document contient des lignes directrices pour l'élaboration et la mise en œuvre de projets visant à utiliser des eaux usées traitées (abrégées en EUT) pour l'irrigation; il prend en compte les paramètres du climat et du sol. Le présent document a pour but de fournir des recommandations relatives à tous les éléments d'un projet utilisant des EUT pour l'irrigation non restreinte et restreinte, y compris la conception, les matériaux, la construction et la performance, lorsque ces eaux sont destinées à: — l'irrigation de cultures agricoles; — l'irrigation de jardins publics et privés et d'espaces verts, y compris les parcs, les terrains de sport, les terrains de golf, les cimetières, etc. Les présentes lignes directrices ont pour but d'aider les utilisateurs d'EUT employées pour l'irrigation. Elles concernent les gammes de qualité d'eau courantes largement utilisées, plutôt que des gammes exceptionnelles ou uniques, et sont destinées à être utilisées par des professionnels tels que les sociétés d'irrigation (concepteurs et exploitants), les responsables ou conseillers techniques en agriculture, les compagnies de traitement des eaux (concepteurs et exploitants), les autorités locales et les services publics de l'eau. La mise en œuvre des présentes lignes directrices par les utilisateurs peut nécessiter des spécifications supplémentaires. Aucune partie du présent document n'est destinée à être utilisée à des fins de certification. Les présentes lignes directrices suggèrent les paramètres relatifs à la qualité des EUT, qui incluent: — paramètres agronomiques: nutriments (azote, phosphore et potassium), facteurs de salinité (teneur en sels totaux, concentrations en chlorures, en bore et en sodium) et concentration en métaux lourds; — présence d'agents pathogènes. Chacun de ces paramètres peut avoir des impacts sur les cultures, le sol et la santé publique. Ces lignes directrices traitent de la possibilité de prévenir la contamination des eaux usées lors de leur production et de la capacité à éliminer les contaminants au cours de leur traitement. Les contaminants devenus depuis peu objets de préoccupation (résidus de produits pharmaceutiques et de produits de soins personnels) ne relèvent pas du domaine d'application du présent document puisqu'à ce jour, il n'existe aucune preuve d'effets négatifs, sur la santé des êtres humains ou sur l'environnement, associés à l'irrigation par des EUT ou à la consommation de produits issus de cultures irriguées par des EUT. Il convient de concevoir le projet en fonction de la qualité sanitaire des EUT, afin d'éviter la transmission de maladies par les agents pathogènes présents dans l'eau. L'utilisation des présentes lignes directrices est encouragée pour garantir la cohérence au sein de toute organisation impliquée dans l'utilisation d'eaux usées traitées. Les présentes lignes directrices fournissent la base nécessaire pour la conception, l'exploitation, la surveillance et la maintenance responsables, sur les plans sanitaire, hydrologique, environnemental et agronomique, d'un système d'irrigation utilisant des eaux usées traitées.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16075-1
Second edition
2020-11
Guidelines for treated wastewater use
for irrigation projects —
Part 1:
The basis of a reuse project for
irrigation
Lignes directrices pour l'utilisation des eaux usées traitées dans les
projets d'irrigation —
Partie 1: Les bases d'un projet de réutilisation pour l'irrigation
Reference number
©
ISO 2020
© ISO 2020
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
3 Terms, definitions, and abbreviated terms . 2
3.1 Term and definitions . 2
3.2 Abbreviated terms . 6
4 Improving the quality and the use of TWW . 7
4.1 General . 7
4.2 Improving the quality of TWW for irrigation . 7
4.3 Applying good agronomic and irrigation practices . 7
5 Influencing factors for TWW irrigation projects: water quality, climate, and soil .8
5.1 General . 8
5.2 Water quality . 8
5.2.1 Wastewater components . 8
5.2.2 Nutrients . 8
5.2.3 Salinity .10
5.2.4 Other elements .10
5.2.5 Microorganisms .10
5.3 Climate .10
5.4 Soil .11
5.4.1 General.11
5.4.2 Mobilization of inorganic adsorbable contaminants .12
5.4.3 Slaking of the upper soil layer .12
5.4.4 Salinization of soils .12
5.4.5 Mobilization and accumulation of boron .12
5.4.6 Groundwater pollution fixed .13
5.4.7 Phosphorus accumulation and mobility.13
6 Different effects on public health, soil, crops, and water sources .13
6.1 Public health effects .13
6.2 Effects on soil and crops .14
6.2.1 Effect of nutrient levels .14
6.2.2 Effect of water salinity .14
6.2.3 Effect of a specific toxicity of certain ions .15
6.2.4 Effect related to other chemical elements .16
6.2.5 Soil and crops effects management .16
6.3 Effects on water sources .19
6.3.1 General.19
6.3.2 Principles for protection of water sources .20
6.3.3 Examples of surface water sensitivity groups .21
Annex A (informative) Examples of means to improve TWW quality .22
Annex B (informative) Examples of climate and soil criteria .23
Annex C (informative) Examples of maximum levels of nutrients and salinity factors in
TWW for irrigation .24
Annex D (informative) Example of groundwater sensitivity groups .28
Bibliography .30
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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
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. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 282 Water reuse, Subcommittee SC 01,
Treated wastewater use for irrigation.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 16075-1:2015), which has been technically
revised. The main changes compared to the previous edition are as follows:
— updating the subject of public and private gardens irrigation by treated wastewater (TWW);
— added Annex A (New)- Examples of means to improve TWW quality.
A list of all parts in the ISO 16075 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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Introduction
The increasing water scarcity and water pollution control efforts in many countries have made treated
municipal and industrial wastewater a suitable option for augmenting the existing water supply,
especially when compared to alternatives such as desalination or the development of new water sources
involving dams and reservoirs. Water reuse makes it possible to close the water cycle at a point closer
to cities by producing “new water” from municipal wastewater and reducing wastewater discharge to
the environment.
Treated wastewater (TWW) (also referred to as reclaimed water or recycled water) can be used for
various non-potable purposes. The dominant applications for the use of treated wastewater include
agricultural irrigation, landscape irrigation, industrial reuse, and groundwater recharge. More recent
and rapidly growing applications are for various urban uses, recreational and environmental uses, and
indirect and direct potable reuse.
An important new concept in water reuse is the “fit-for-purpose” approach, which entails the production
of reclaimed water quality that meets the needs of the intended end-users. In the situation of reclaimed
water for irrigation, the reclaimed water quality can induce an adaptation to the type of plant grown.
Thus, the intended water reuse applications are to govern the degree of wastewater treatment required
and, inversely, the reliability of water reclamation processes and operation.
Agricultural irrigation was, is, and will likely remain the largest reused water consumer with recognized
benefits and contribution to food security. Urban water recycling, landscape irrigation in particular,
is characterized by fast development and will play a crucial role for the sustainability of cities in the
future, including energy footprint reduction, human well-being, and environmental restoration.
The suitability of treated wastewater for a given type of reuse depends on the compatibility between
the wastewater availability (volume) and water irrigation demand throughout the year, as well as on
the water quality and the specific use requirements. Water reuse for irrigation can convey some risks
for health and environment, depending on the water quality, the irrigation water application method,
the soil characteristics, the climate conditions, and the agronomic practices. Consequently, the public
health and potential agronomic and environmental adverse impacts are to be considered as priority
elements in the successful development of water reuse projects for irrigation. To prevent such potential
adverse impacts, the development and application of guidelines for the use of treated wastewater is
essential.
The main water quality factors that determine the suitability of treated wastewater for irrigation
are pathogen content, salinity, sodicity, specific ion toxicity, concentration of heavy metals, other
chemical elements and nutrients. Local health authorities are responsible for establishing water quality
threshold values depending on authorized uses and they are also responsible for defining practices to
ensure health and environmental protection taking into account local specificities.
From an agronomic point of view, the main limitation in using treated wastewater for irrigation arises
from its quality. Treated wastewater, unlike water supplied for domestic and industrial purposes,
contains higher concentrations of inorganic suspended and dissolved materials (total soluble salts,
sodium, chloride, boron, heavy metals), which can damage the soil and the irrigated crops. Dissolved
salts are not removed by conventional wastewater treatment technologies and appropriate good
management, agronomic and irrigation practices are intended to be used to avoid or minimize potential
negative impacts.
The presence of nutrients (nitrogen, phosphorus, and potassium) can become an advantage due to
possible saving in fertilizers. However, the amount of nutrients provided by treated wastewater along
the irrigation period is not necessarily synchronized with crop requirements and the availability of
nutrients depends on the chemical forms.
This guideline provides guidance for healthy, hydrological, environmental and good operation,
monitoring, and maintenance of water reuse projects for unrestricted and restricted irrigation of
agricultural crops, gardens, and landscape areas using treated wastewater. The quality of supplied
treated wastewater has to reflect the possible uses according to crop sensitivity (health-wise and
agronomy-wise), water sources (the hydrologic sensitivity of the project area), the soil, and climate
conditions.
This guideline refers to factors involved in water reuse projects for irrigation regardless of size,
location, and complexity. It is applicable to intended uses of treated wastewater in a given project, even
if such uses will change during the project’s lifetime; as a result of changes in the project itself or in the
applicable legislation.
The key factors in assuring the health, environmental and safety of water reuse projects in irrigation
are the following:
— adequate monitoring of TWW quality to ensure the system functions as planned and designed;
— design and maintenance instructions of the irrigation systems to ensure their proper long-term
operation;
— compatibility between the TWW quality, the distribution method, and the intended soil and crops
to ensure a viable use of the soil and undamaged crop growth;
— compatibility between the TWW quality and its use to prevent or minimize possible contamination
of groundwater or surface water sources.
This document is not intended to prevent the creation of more specific standards or guides which are
better adapted to specific regions, countries, areas, or organizations. If such documents are published,
it is recommended to reference this document to ensure uniformity throughout the treated wastewater
use community.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 16075-1:2020(E)
Guidelines for treated wastewater use for irrigation
projects —
Part 1:
The basis of a reuse project for irrigation
1 Scope
This document contains guidelines for the development and the execution of projects intending to use
treated wastewater (TWW) for irrigation and considers the parameters of climate and soil.
The purpose of this document is to provide guidance on all elements of a project using TWW for
unrestricted and restricted irrigation, including design, materials, construction, and performance,
when used for the following:
— irrigation of agricultural crops;
— irrigation of public and private gardens and landscape areas, including parks, sport fields, golf
courses, cemeteries, etc.
These guidelines are intended to provide assistance for the benefit of users of TWW for irrigation. The
guidelines relate to the widespread and common ranges of water quality rather than exceptional or
unique ones and are intended for the use of professionals, such as irrigation companies (designers and
operators), agricultural extension officers or advisors, water companies (designers and operators),
local authorities and water utilities. The use of these guidelines by users might require additional
specifications.
None of the parts of this document are intended to be used for certification purposes.
These guidelines suggest the parameters of TWW quality. These parameters include the following:
— agronomic parameters: nutrients (nitrogen, phosphorus and potassium), salinity factors (total salt
content, chloride, boron, and sodium concentration) and heavy metals’ concentration;
— pathogen presence.
Each of these parameters can have possible impacts on the crops, soil, and public health. The guidelines
discuss the possibility of preventing the contaminants’ addition during wastewater production and the
ability to remove them during the course of treatment.
Contaminants of emerging concern (such as pharmaceuticals and personal care product residuals) are
outside the scope of this document since up to day, there is no evidence of adverse effects on human
health or environment via irrigation with TWW or via the consumption of crops irrigated with TWW.
The project should be designed in accordance with the sanitary quality of the TWW in order to avoid
disease transmission by the pathogens in the water.
The use of these guidelines is encouraged to ensure consistency within any organization engaged in the
use of treated wastewater.
These guidelines provide the basis for a healthy, hydrological, environmental and agronomic conscious
design, operation, monitoring, and maintenance of an irrigation system using treated wastewater.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements 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 20670:2018, Water reuse — Vocabulary
3 Terms, definitions, and abbreviated terms
For the purposes of this document, the following terms and definitions given in ISO 20670 and the
following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1 Term and definitions
3.1.1
additional disinfection
disinfection of TWW in a water reuse project intended to raise the quality of the TWW just before
irrigation in addition or not to previous disinfection in WWTP and/or a reservoir (3.1.26)
Note 1 to entry: See ISO 20670:2018, 3.21 for the definition of "disinfection”.
Note 2 to entry: See ISO 20670:2018, 3.84 for the definition of "water reuse”.
3.1.2
boom sprinkler
mobile sprinkling machine (3.1.17) composed of two symmetrical pipes (booms) with sprinkler (3.1.37)
nozzles distributed in one of the pipes where the sprinkler action is complemented by a gun sprinkler
placed at each end of both pipes
Note 1 to entry: The nozzles work through a reaction effect (similar to a hydraulic tourniquet) which drives the
boom rotation at a desired speed.
3.1.3
category A: very high quality TWW
raw wastewater (3.1.25) which has undergone physical and biological treatment, filtration and
disinfection and it average quality is: BOD: ≤5 mg/l (Max. 10 mg/l); TSS: ≤5 mg/l (Max. 10 mg/l);
Turbidity: ≤3 NTU (Max. 6 NTU); Termo-tolerant coliforms (95 %ile): ≤10 no./100 ml (Max.
100 no./100 ml)
Note 1 to entry: See ISO 20670:2018, 3.27 for the definition of "filtration”.
Note 2 to entry: See ISO 20670:2018, 3.21 for the definition of "disinfection”.
Note 3 to entry: See ISO 16075-2 Table 1 for more TWW quality information values.
3.1.4
category B: high quality TWW
raw wastewater (3.1.25) which has undergone physical and biological treatment, filtration and
disinfection, and it's average quality is: BOD: ≤10 mg/l (Max. 20 mg/l); TSS: ≤10 mg/l (Max. 25 mg/l);
Termo-tolerant coliforms (95 %ile): ≤200 no./100 ml (Max. 1 000 no./100 ml)
Note 1 to entry: See ISO 20670:2018, 3.27 for the definition of "filtration”.
Note 2 to entry: See ISO 20670:2018, 3.21 for the definition of "disinfection”.
2 © ISO 2020 – All rights reserved
Note 3 to entry: See ISO 16075-2 Table 1 for more TWW quality information values.
3.1.5
category C: good quality TWW
raw wastewater (3.1.25) which has undergone physical and biological treatment and it average quality
is: BOD: ≤20 mg/l (Max. 35 mg/l); TSS: ≤30 mg/l (Max. 50 mg/l); Termo-tolerant coliforms (95 %ile):
≤1 000 no./100 ml (Max. 10 000 no./100 ml); Intestinal Nematodes ≤1 Egg/l
Note 1 to entry: See ISO 16075-2 Table 1 for more TWW quality information values.
3.1.6
category D: medium quality TWW
raw wastewater (3.1.25) which has undergone physical and biological treatment and it average quality
is: BOD: ≤60 mg/l (Max. 100 mg/l); TSS: ≤90 mg/l (Max. 140 mg/l); Intestinal Nematodes ≤1 Egg/l
(Max. 5 Egg/l)
Note 1 to entry: See ISO 16075-2 Table 1 for more TWW quality information values.
3.1.7
category E: extensively TWW
raw wastewater (3.1.25) which has undergone natural biological treatment process with long (minimum
10 d to 15 d) retention time and its average quality is: BOD: ≤20 mg/l (Max. 35 mg/l); Intestinal
Nematodes ≤1 Egg/l (Max. 5 Egg/l)
Note 1 to entry: See ISO 16075-2 Table 1 for more TWW quality information values.
3.1.8
center-pivot and moving lateral irrigation machine
automated irrigation machine consisting of a number of self-propelled towers supporting a pipeline
rotating around a pivot point and through which water supplied at the pivot point flows radially
outward for distribution by sprayers or sprinklers (3.1.37) located along the pipeline
3.1.9
emitter
emitting pipe
dripper
device fitted to an irrigation lateral and intended to discharge water in the form of drops or continuous
flow at flow rates not exceeding 15 l/h except during flushing
3.1.10
environmental parameter
quantifiable attribute of an environmental aspect
Note 1 to entry: See ISO 20670:2018, 3.24 for the definition of "environmental aspect”.
3.1.11
gravity flow irrigation system
irrigation system where water is applied directly to the soil (3.1.32) surface and is not under pressure
Note 1 to entry: See ISO 20670:2018, 3.43 for the definition of "irrigation system”.
3.1.12
in-line emitter
emitter (3.1.9) intended for installation between two lengths of pipe in an irrigation lateral
3.1.13
irrigation gun
large discharge device being either a part circle or full circle sprinkler (3.1.37)
3.1.14
irrigation sprayer
device which discharges water in the form of fine jets or in a fan shape without rotational movement of
its parts
3.1.15
micro-irrigation system
system capable of delivering water drops, tiny-streams, or mini spray to the plants
Note 1 to entry: Surface and sub-surface drip irrigation and micro-spray irrigation (3.1.16) are the main types of
this system.
3.1.16
micro-spray irrigation system
system characterized by water point sources similar to sprinkler (3.1.37) miniatures (micro-sprinklers),
which are placed along the laterals, with a flow rate between 30 l/h and 150 l/h at pressure heads of
15 m to 25 m and the corresponding wetted area between 2 m and 6 m
3.1.17
mobile sprinkling machine
sprinkling unit which is automatically moved across the soil (3.1.32) surface during the water
application
3.1.18
on-line emitter
emitter (3.1.9) intended for installation in the wall of an irrigation lateral, either directly or indirectly
by means such as tubing
3.1.19
perforated pipe system
emitting pipe (emitter) (3.1.9) continuous pipe, hose or tubing, including collapsible hose, with
perforations, intended to discharge water in the form of drops or continuous flow at emission rates not
exceeding 15 l/h for each emitting unit
3.1.20
permanent system
stationary fixed-grid irrigation system (sprinklers (3.1.37)) for which sprinkler set positions are rigidly
fixed by semi-permanent or permanently installed irrigation laterals
EXAMPLE Portable solid-set irrigation system, buried irrigation system.
3.1.21
portable system
system for which all or part of the elements can be moved
3.1.22
pressurized irrigation system
piped network system under pressure
3.1.23
process
set of interrelated or interacting activities which transform inputs into outputs
Note 1 to entry: Inputs to a process are generally outputs of other processes.
Note 2 to entry: Processes in an organization are generally planned and carried out under controlled conditions
to add value.
4 © ISO 2020 – All rights reserved
3.1.24
product
any goods or services
Note 1 to entry: This includes interconnected and/or interrelated goods or services.
3.1.25
raw wastewater
wastewater which has not undergone any treatment
Note 1 to entry: See ISO 20670:2018, 3.80 for the definition of "wastewater”.
3.1.26
reservoir
system to store temporarily unused TWW depending on the balance between demand for water
irrigation and the treatment plant discharge
Note 1 to entry: The following are different types of reservoirs that can be used to store temporarily unused TWW:
a) open reservoirs which are commonly used for short-term storage (3.1.39) with hydraulic residence times
from one day to two weeks;
b) closed reservoirs for short-term storage to limit bacterial regrowth and external contamination common
with hydraulic residence time of 0,5 day to a week;
c) surface reservoirs for long-term or seasonal storage of TWW, to accumulate water during periods of time
when the treatment plant discharge is higher than irrigation demand and to satisfy irrigation requirements
when the demand is higher than the treatment plant discharge. The hydraulic residence time changes
according to seasons and specific needs;
d) aquifer storage and recovery for long-term storage which is commonly combined with soil (3.1.32) aquifer
treatment (by means of infiltration basins). The residence time is also a variable that is affected by the TWW
discharge and irrigation demand. This aquifer storage should not contribute to the aquifer recharge for
potential potable water use.
3.1.27
rotating sprinkler
device which distributes water over a circular area or part of a circular area by its rotating motion
around its vertical axis
3.1.28
self-moved system
unit where a lateral is mounted through the centre of a series of wheels and is moved as a whole
Note 1 to entry: Rotating sprinklers (3.1.27) sprayers are placed on the lateral (also called wheel move).
3.1.29
self-propelled gun traveller
gun sprinkler (3.1.37) on a cart or sled attached to the end of flexible pipe/hose
3.1.30
semi-permanent system
system similar to the semi-portable system (3.1.31) but with portable laterals and permanent pumping
plant, main lines, and sub-mains
3.1.31
semi-portable system
system similar to the portable system (3.1.21) except that the water source and the pumping plant
are fixed
3.1.32
soil
layer of unconsolidated material consisting of weathered material particles, dead and living organic
matter, air space, and soil solution (3.1.33)
3.1.33
soil solution
liquid phase of the soil (3.1.32) and its solutes
3.1.34
solid-set system
temporary fixed network where the laterals are positioned in the field throughout the irrigation season
3.1.35
stationary sprinkler system
network of fixed sprinkler (3.1.37)
3.1.36
spray
release of water from sprinkler (3.1.37)
3.1.37
sprinkler
water distribution device of a variety of sizes and types, for example, impact sprinkler, fixed nozzle,
sprayer, irrigation gun (3.1.13)
3.1.38
sprinkler irrigation system
irrigation system composed of sprinklers (3.1.37)
Note 1 to entry: See ISO 20670:2018, 3.43 for the definition of "irrigation system”.
3.1.39
storage
retained temporary unused TWW for short or long term before its release for use in irrigation system
Note 1 to entry: See ISO 20670:2018, 3.43 for the definition of "irrigation system”.
3.1.40
travelling irrigation machine
irrigation machine designed to irrigate a field sequentially, strip by strip, while moving across the field
3.2 Abbreviated terms
BOD biochemical oxygen demand
COD chemical oxygen demand
EC electrical conductivity
ESP exchangeable sodium percentage
FDS fixed dissolved solids (mg/l)
LF leaching fraction
LR leaching requirement
NPW non-potable water
6 © ISO 2020 – All rights reserved
NTU nephelometric turbidity units
PET potential evapotranspiration estimated by the Penman-method
SAR sodium adsorption ratio
TDS total dissolved solids
TWW treated wastewater
UV ultraviolet
WW wastewater
WWTP wastewater treatment plant
4 Improving the quality and the use of TWW
4.1 General
The chemical quality of wastewater depends on the chemical quality of the background water.
Background water used at home, in the office, in commerce, and in industry is received from different
sources (groundwater, rivers, lakes, and desalination of seawater or brackish water). Water soluble
chemicals, which are often added to the background water during its use, are not removed by the
conventional wastewater treatment.
To avoid adverse effect of TWW dissolved salts, quality on irrigated crops and soil, different strategies
listed in 4.2 and 4.3 may be implemented (See Annex A, Table A.1).
4.2 Improving the quality of TWW for irrigation
TWW quality may be improved using the following methods:
a) supplying a higher quality of water (lower salt concentration) or desalinated water to municipal use;
b) reducing salt additions by treating diffuse sources such as salt-water intrusion in sewers, domestic
additions through laundry detergents or dishwasher salts, and/or from point sources such as
industrial factories using large volumes of water and emitting large quantities of salt from their
manufacturing processes.
4.3 Applying good agronomic and irrigation practices
Good agronomic and irrigation practices may be applied with the following:
a) crop selection and management;
b) leaching and drainage;
c) management of soil structure;
d) adjusting fertilizer application or amendment;
e) adjusting the timing of water application and selecting appropriate irrigation technique.
Where desalinated water is a relevant background water source, attention should be given to the boron
concentration in the desalinated water if special processes to remove it during desalination cannot be
carried out. Attention should be given to the addition of calcium and magnesium in the post treatment
step. In any case, the irrigated crops should be species adapted to the quantity and concentration of
dissolved salts in the TWW.
5 Influencing factors for TWW irrigation projects: water quality, climate, and soil
5.1 General
For a beneficial use of TWW for irrigation purposes, serious consideration should be given to public
health risks including the safety and welfare of the workers, as well as the effect on the irrigated crops
and the soil. It requires close examination of the needed infrastructure including facilities planning,
plant-siting, wastewater collection and treatment, TWW use, TWW transport to storage locations,
transport to end use location, as well as post-use.
The public health and potential environmental impacts should be considered as priority elements in
the successful development of international TWW guidelines. To prevent negative impacts on public
health and the receiving environment and water sources, international guidelines should be applied
when undertaking a TWW irrigation project.
The presence of nutrients (nitrogen, phosphorus, and potassium) in TWW can be an advantage due to
possible saving in fertilizers.
5.2 Water quality
5.2.1 Wastewater components
The chemical quality of the wastewater is a result of the chemical composition of the background water
(the water supplied for the various domestic, industrial, and agricultural uses) and any additions during
the water use at home or by industry. Various substances are added to the water in the course of its use
which determine the composition of the wastewater, as well as its physical, chemical, and biological
properties. The main chemical components of the wastewater are classified into organic and inorganic
substances.
The organic substances can include hormones, pharmaceuticals, personal care products, proteins,
carbohydrates, oils, fuels and lubricants, surfactants, including pesticides, microplastics, humic
substances and other domestic and agricultural chemicals.
The inorganic substances can contain chloride, sodium, boron, nitrogen, phosphorus (some of the
nitrogen and phosphorus is also included as part of the organic substances), potassium, sulfur, and other
chemical elements, including heavy metals (e.g. zinc, manganese, copper, mercury, silver, chromium,
nickel, lead, cadmium) and fluorine.
Wastewater contains a variety of living organisms originating from the waste products being disposed
of in the wastewater system.
To assess the components of wastewater consider the characteristics of industrial wastewaters
connected to the sewers, i.e., consider the specific characteristics of the industrial processes to find
specific components in their wastewaters that may negatively affect the quality of the water for the
reuse purposes.
5.2.2 Nutrients
5.2.2.1 General
TWW can contain nutrients, including other chemical elements, in higher concentrations than normally
found in freshwater. The TWW contains macro elements (elements consumed by the plant in large
quantities – kg/hectare), mainly nitrogen and phosphorus. Potassium in TWW is generally found at
concentrations which are lower than agronomic demands.
Nutrients within TWW, intended for the irrigation of crops, may be used as a resource in substitution
of chemical fertilizers that the user might make use of. However, the following three major questions
8 © ISO 2020 – All rights reserved
should be considered in relation to the efficiency of replacing conventional plant fertilizers with the
chemicals found in the TWW (i.e. the fertilizing value of the TWW).
— Quantity: Does the amount of nutrients provided by the TWW supply the needs of the plant?
— Availability: Can nutrients in the TWW be absorbed by the plants in the same way that nutrients
normally supplied by the fertilizer are absorbed?
— Timing: Is the rate at which nutrients can be supplied during the season synchronized with crop
demand curve?
The amounts of nitrogen and phosphorus and potassium applied with the TWW are the result of
multiplication of their concentration in the water by the volume of irrigation water provided to the crop.
Since the quantity of irrigation water is determined by the climate conditions and crop requirements,
the applied amount of nutrients will be directly related to the nutrient’s concentration in the TWW for
certain crops and regions.
5.2.2.2 Nitrogen
The nitrogen supplied in the TWW is added to the nitrogen found in the soil and enters the nitrogen
+ -
cycle in the soil. The TWW can contain organic nitrogen, ammonium (NH ), and nitrate (NO ). In
4 3
the soil, the organic nitrogen and ammonium turn into nitrate by the nitrification process. This way,
most of the nitrogen in the TWW becomes available for the plants and can substitute the nitrogen
forms supplied by commercial fertilizers. Only a part (depending on climate and soil conditions, crop,
and forms of nitrogen) of the nitrogen applied to the soil supplied by commercial fertilizers, organic
-
residues, or TWW is absorbed by the plants. Nitrate (NO ) might be lost by percolation, especially in
sandy soils. Under high pH conditions, in lime (high CaCO content) soils, during irrigation, some of
the ammonium (which the TWW contains) on soil surface might turn into ammonia (NH –gas) and
evaporate into the atmosphere.
Irrigation with TWW might result in nitrogen supplied at a type and frequency which does not coincide
with cultivation requirements. When using freshwater, the grower fertilizes at varying concentrations
through the cultivation period; however, in late ripening or maturity stages, it is customary to stop the
nitrogen fertilizing altogether. Where TWW is concerned, the user cannot control the nitrogen quantity
applied in each period of growth. The quantity is determined by nitrogen concentration in the TWW
(depending on the TWW source and the treatment level) and the irrigation dose applied.
On the other hand, the increase of nitrogen concentration might decrease the pernicious effects of
salinity to crop yield.
Some forms are highly soluble in water and can leach to groundwater or flow with the surface runoff,
thus affecting water sources and damaging the quality of surface water.
5.2.2.3 Phosphorus
The amount of phosphorus applied with TWW is generally higher than the amount removed by most
agricultural crops. Under high pH conditions, the mobility of phosphorus in the soil is limited and it
tends to accumulate in the upper soil layers by various mechanisms according to soil properties (for
example, soil’s pH). In the case of phosphorus, the significance of application timing in these soils is less
important. However, in acid soils (pH lower than 7), the mobility of phosphorus increases and, in some
cases, the timing of application can be relevant as with the nitrogen.
5.2.2.4 Potassium
The mobility of potassium in the soil is limited and is less than the mobility of phosphorous. The
increase of potassium concentration might decrease the pernicious effects of salinity to crop yield but
to a lesser extent than for nitrogen.
5.2.3 Salinity
TWW contains higher concentrations of inorganic dissolved substances than background water: total
soluble salts, sodium, chloride, and boron which are likely to cause damage to the soil and the crop.
The main parameters in defining the quality of TWW with respect to salinity should be:
— total content of salts due to osmotic effect,
— concentration of chlorides, boron, and sodium for its specific toxicity to plants, and
— sodium adsorption ratio (SAR) due to soil permeability issues.
5.2.4 Other elements
Examples of other chemical elements present in industrial and urban environments at low concentrations
though relevant for irrigation with TWW include fluoride, silicon, vanadium, chromium, manganese,
iron, cobalt, nickel, copper, zinc, selenium, molybdenum, strontium, iodine, boron, and cadmium. This
group of elements contains metals whose specific weight is relatively high: iron, chromium, mercury,
molybdenum, lead, strontium, copper, zinc, manganese, nickel, cadmium, and cobalt. These elements
differ in behaviour from the other elements.
Although wastewater treatment plants (WWTPs) are not designed to treat these metals, they are
effectively removed from the liquid phase to the solid phase (sludge). These elements are adsorbed to
organic and inorganic substances or create low-solubility sediments due to high pH, water hardness,
and alkalinity.
5.2.5 Microorganisms
Wastewater sources for the reuse project originating from human or agricultural activities can contain
microorganisms (bacteria, viruses, helminthes, and protozoa) some of which are pathogens. WWTPs
can reduce the concentration of the microorganisms but might not eliminate them. The remaining
concentration of microorganisms depends on the treatment level of the wastewater.
Monitoring the concentration of all the microorganisms in the TWW is practically impossible. However,
the concentration of microbial indicators should be monitored. In this part of ISO 16075, the suggested
indicators are thermo-tolerant coliforms, which include faecal coliforms and Escherichia coli (E. coli), as
is customary in each country.
The barriers that will be used thereafter are an effective way to secure health and safety.
The design of any reuse project should ensure the general protection for population such as the workers
and consumers who are exposed to the water and to the fruits and vegetables. ISO 16075 guidelines
describe a method that combines microbiological indicators and barriers concept (ISO 16075-2) and
monitoring protocols (ISO 16075-4).
5.3 Climate
[1]
TWW is an important water source for farmers and other users in arid and semi-arid climates . TWW
might be the only water source available for agriculture in some cases. These guidelines are established
[1][2]
based on scientific knowledge obtained from arid and semi-
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 16075-1
Deuxième édition
2020-11
Lignes directrices pour l'utilisation
des eaux usées traitées dans les
projets d'irrigation —
Partie 1:
Les bases d'un projet de réutilisation
pour l'irrigation
Guidelines for treated wastewater use for irrigation projects —
Part 1: The basis of a reuse project for irrigation
Numéro de référence
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ISO 2020
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Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes, définitions et abréviations . 2
3.1 Termes et définitions . 2
3.2 Abréviations . 7
4 Amélioration de la qualité et de l'utilisation des EUT . 7
4.1 Généralités . 7
4.2 Amélioration de la qualité des EUT destinées à l'irrigation. 7
4.3 Adoption de bonnes pratiques en matière d'agronomie et d'irrigation . 8
5 Facteurs ayant une incidence sur les projets d'irrigation par des EUT: qualité de
l'eau, climat et sol . 8
5.1 Généralités . 8
5.2 Qualité de l'eau . 8
5.2.1 Composants des eaux usées . 8
5.2.2 Nutriments . 9
5.2.3 Salinité .10
5.2.4 Autres éléments .10
5.2.5 Microorganismes .11
5.3 Climat .11
5.4 Sol .12
5.4.1 Généralités .12
5.4.2 Mobilisation des contaminants inorganiques adsorbables .13
5.4.3 Désagrégation de la couche supérieure du sol.13
5.4.4 Salinisation des sols .13
5.4.5 Mobilisation et accumulation du bore .13
5.4.6 Pollution des eaux souterraines par des matières non volatiles .14
5.4.7 Accumulation et mobilité du phosphore .14
6 Différents effets sur la santé publique, les sols, les cultures et les sources d'eau .14
6.1 Effets sur la santé publique .14
6.2 Effets sur les sols et les cultures .15
6.2.1 Effet des niveaux de nutriments .15
6.2.2 Effet de la salinité de l'eau .15
6.2.3 Effet de la toxicité spécifique de certains ions .17
6.2.4 Effet lié à d'autres éléments chimiques .18
6.2.5 Gestion des effets sur les sols et les cultures .18
6.3 Effets sur les sources d'eau .21
6.3.1 Généralités .21
6.3.2 Principes de protection des sources d'eau .22
6.3.3 Exemples de groupes de sensibilité à l'égard des eaux de surface .23
Annexe A (informative) Exemples de moyens pour améliorer la qualité des EUT .24
Annexe B (informative) Exemples de critères relatifs au climat et au sol .25
Annexe C (informative) Exemples de niveaux maximums de nutriments et de facteurs de
salinité dans les EUT destinées à l'irrigation .26
Annexe D (informative) Exemple de classification de la sensibilité de l’environnement à
l’égard des eaux souterraines .30
Bibliographie .32
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 (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L'attention est attirée 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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ iso/ fr/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 282, Recyclage des eaux, sous-
comité SC 01, Recyclage des eaux usées traitées à des fins d'irrigation.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 16075-1:2015), qui a fait l'objet
d'une révision technique. Les principales modifications par rapport à l'édition précédente sont les
suivantes:
— mise à jour de la question de l'irrigation de jardins publics et privés par des eaux usées traitées (EUT);
— ajout de l'Annexe A (nouvelle) - Exemples de moyens pour améliorer la qualité des EUT.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 16075 se trouve sur le site Web de l'ISO.
Il convient que l'utilisateur adresse tout retour d'information ou toute question concernant le présent
document à l'organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l'adresse www .iso .org/ members .html.
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Introduction
Avec les efforts croissants déployés par de nombreux pays pour pallier la rareté et la pollution de leurs
ressources en eau, les eaux usées municipales et industrielles traitées sont devenues une solution pour
augmenter les quantités disponibles, en particulier si on les compare à des alternatives telles que le
dessalement ou le développement de nouvelles sources d'eau impliquant la construction de barrages
et de réservoirs. La réutilisation de l'eau permet de fermer le cycle de l'eau plus près des villes, en
produisant une «eau neuve» à partir des eaux usées municipales et en réduisant les rejets d'eaux usées
dans l'environnement.
À des niveaux de qualité dits «non potables» (dont on parle également en termes d'eaux réutilisées
ou d'eaux recyclées), les eaux usées traitées peuvent être utilisées à différentes fins. Les principales
applications utilisant les eaux usées traitées comprennent l'irrigation des terres agricoles, l'irrigation
des espaces verts, la réutilisation industrielle et la recharge de nappe. Des applications plus récentes,
qui se développent rapidement, ciblent différents usages: urbain, récréatif, environnemental, ainsi que
la réutilisation directe et indirecte pour la production d'eau potable.
L'approche dite «adéquation à l’usage prévu» est un nouveau concept, important, en matière de
réutilisation des eaux usées, qui implique la production d'eau réutilisée d'une qualité répondant aux
besoins des utilisateurs finaux prévus. Dans le cas de l'eau réutilisée destinée à l'irrigation, la qualité de
l'eau peut conduire à adapter les types de végétaux cultivés. Les applications prévues de réutilisation de
l'eau doivent donc dicter le degré de traitement requis pour les eaux usées, et réciproquement, de même
que la fiabilité des processus de réutilisation de l'eau et de leur gestion.
L'irrigation des terres agricoles a toujours été, et restera probablement, le secteur qui consomme le
plus d'eaux recyclées, les avantages de cette pratique et sa contribution à la sécurité alimentaire étant
reconnus. Le recyclage de l'eau pour des applications urbaines, et notamment l'irrigation des espaces
verts, se caractérise par un essor rapide et jouera un rôle décisif pour le développement durable des
villes dans le futur, y compris du point de vue de la réduction de l'empreinte énergétique, du bien-être
de la population et de la restauration de l'environnement.
L'applicabilité des eaux usées traitées à un type de réutilisation donné dépend de la convergence entre
la disponibilité des eaux usées (leur volume) et la demande en eau d'irrigation tout au long de l'année,
ainsi que de la qualité de l'eau et des exigences spécifiques liées à son usage. La réutilisation de l'eau
pour l'irrigation peut comporter certains risques pour la santé et l'environnement, en fonction de la
qualité de l'eau, des techniques d'irrigation, des caractéristiques du sol, des conditions climatiques et
des pratiques agronomiques. Par conséquent, la santé publique et les impacts négatifs potentiels sur
l'agriculture et l'environnement doivent être considérés comme des aspects prioritaires pour garantir
le succès du développement de projets de réutilisation de l'eau pour l'irrigation. Pour prévenir de tels
impacts négatifs potentiels, l'élaboration et l'application de lignes directrices pour l'utilisation des eaux
usées traitées sont essentielles.
Les principaux facteurs qualitatifs qui déterminent l'applicabilité des eaux usées traitées pour l'irrigation
sont la teneur en agents pathogènes, la salinité, la teneur en sodium, la toxicité d'ions spécifiques, la
concentration en métaux lourds, les autres éléments chimiques et les nutriments. Il incombe aux
autorités sanitaires locales d'établir des valeurs seuils de qualité de l'eau en fonction des utilisations
autorisées et de définir des pratiques pour garantir la protection sanitaire et environnementale en
tenant compte des spécificités locales.
D'un point de vue agronomique, la principale limitation à l'utilisation des eaux usées traitées pour
l'irrigation est liée à leur qualité. Contrairement à l'eau distribuée pour les usages domestiques et
industriels, les eaux usées traitées contiennent de plus fortes concentrations de matières inorganiques
en suspension et dissoutes (sels solubles totaux, sodium, chlorures, bore, métaux lourds) qui peuvent
nuire au sol et aux cultures irriguées. Les sels dissous ne sont pas éliminés par les techniques
conventionnelles de traitement des eaux usées; les bonnes pratiques en matière de gestion, d'agronomie
et d'irrigation ont pour but d'éviter ou de réduire le plus possible les impacts négatifs potentiels.
La présence de nutriments (azote, phosphore et potassium) peut s'avérer avantageuse, car elle est
susceptible de permettre des économies d'engrais. Toutefois, la disponibilité des nutriments dépend de
leur forme chimique et la quantité de nutriments fournie par les eaux usées traitées tout au long de la
période d'irrigation ne coïncide pas forcément avec les besoins des cultures.
Les présentes lignes directrices fournissent des recommandations pour assurer, sur les plans
sanitaire, hydrologique et environnemental, la bonne gestion, la surveillance et la maintenance des
projets d'utilisation des eaux usées traitées pour l'irrigation non restreinte et restreinte de cultures
agricoles, de jardins et d'espaces verts. La qualité des eaux usées traitées fournies doit correspondre
aux utilisations possibles qui tiennent compte de la sensibilité des cultures (sur le plan sanitaire et sur
le plan agronomique), des sources d'eau (sensibilité hydrologique de la zone concernée par le projet), du
sol et des conditions climatiques.
Les présentes lignes directrices concernent les facteurs pris en compte dans les projets de réutilisation
de l'eau pour l'irrigation, indépendamment de leur taille, de leur complexité et de leur situation
géographique. Elles sont applicables aux utilisations des eaux usées traitées prévues dans un projet
donné, même si ces utilisations sont amenées à changer pendant la durée de vie du projet, du fait de
modifications apportées au projet lui-même ou à la législation en vigueur.
Les principaux facteurs entrant en ligne de compte pour assurer la sécurité, en matière de santé et
d'environnement, des projets de réutilisation de l'eau pour l'irrigation sont les suivants:
— une surveillance appropriée de la qualité des eaux usées traitées pour garantir que le système
fonctionne dans les conditions prévues et pour lesquelles il a été conçu;
— des instructions de conception et de maintenance des systèmes d'irrigation pour garantir leur
pérennité;
— la compatibilité entre la qualité des eaux usées traitées, la méthode de distribution et le type de sol
et de cultures à irriguer pour garantir une exploitation viable du sol et une croissance normale des
cultures;
— l'adéquation entre la qualité des eaux usées traitées et leur utilisation pour empêcher ou réduire au
minimum une éventuelle contamination des eaux souterraines ou des sources d'eau de surface.
Le présent document n'est pas destiné à empêcher l'élaboration de normes ou de guides plus spécifiques,
mieux adaptés à des régions, des pays, des zones ou des organisations particuliers. Si des documents
de ce type sont publiés, il est recommandé de citer le présent document en référence afin d'assurer
l'uniformité dans toute la communauté des utilisateurs d'eaux usées traitées.
vi © ISO 2020 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 16075-1:2020(F)
Lignes directrices pour l'utilisation des eaux usées traitées
dans les projets d'irrigation —
Partie 1:
Les bases d'un projet de réutilisation pour l'irrigation
1 Domaine d'application
Le présent document contient des lignes directrices pour l'élaboration et la mise en œuvre de projets
visant à utiliser des eaux usées traitées (abrégées en EUT) pour l'irrigation; il prend en compte les
paramètres du climat et du sol.
Le présent document a pour but de fournir des recommandations relatives à tous les éléments d'un
projet utilisant des EUT pour l'irrigation non restreinte et restreinte, y compris la conception, les
matériaux, la construction et la performance, lorsque ces eaux sont destinées à:
— l'irrigation de cultures agricoles;
— l'irrigation de jardins publics et privés et d'espaces verts, y compris les parcs, les terrains de sport,
les terrains de golf, les cimetières, etc.
Les présentes lignes directrices ont pour but d'aider les utilisateurs d'EUT employées pour l'irrigation.
Elles concernent les gammes de qualité d'eau courantes largement utilisées, plutôt que des gammes
exceptionnelles ou uniques, et sont destinées à être utilisées par des professionnels tels que les sociétés
d'irrigation (concepteurs et exploitants), les responsables ou conseillers techniques en agriculture, les
compagnies de traitement des eaux (concepteurs et exploitants), les autorités locales et les services
publics de l'eau. La mise en œuvre des présentes lignes directrices par les utilisateurs peut nécessiter
des spécifications supplémentaires.
Aucune partie du présent document n'est destinée à être utilisée à des fins de certification.
Les présentes lignes directrices suggèrent les paramètres relatifs à la qualité des EUT, qui incluent:
— paramètres agronomiques: nutriments (azote, phosphore et potassium), facteurs de salinité (teneur
en sels totaux, concentrations en chlorures, en bore et en sodium) et concentration en métaux lourds;
— présence d'agents pathogènes.
Chacun de ces paramètres peut avoir des impacts sur les cultures, le sol et la santé publique. Ces lignes
directrices traitent de la possibilité de prévenir la contamination des eaux usées lors de leur production
et de la capacité à éliminer les contaminants au cours de leur traitement.
Les contaminants devenus depuis peu objets de préoccupation (résidus de produits pharmaceutiques
et de produits de soins personnels) ne relèvent pas du domaine d'application du présent document
puisqu'à ce jour, il n'existe aucune preuve d'effets négatifs, sur la santé des êtres humains ou sur
l'environnement, associés à l'irrigation par des EUT ou à la consommation de produits issus de cultures
irriguées par des EUT.
Il convient de concevoir le projet en fonction de la qualité sanitaire des EUT, afin d'éviter la transmission
de maladies par les agents pathogènes présents dans l'eau.
L'utilisation des présentes lignes directrices est encouragée pour garantir la cohérence au sein de toute
organisation impliquée dans l'utilisation d'eaux usées traitées.
Les présentes lignes directrices fournissent la base nécessaire pour la conception, l'exploitation, la
surveillance et la maintenance responsables, sur les plans sanitaire, hydrologique, environnemental et
agronomique, d'un système d'irrigation utilisant des eaux usées traitées.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences 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 20670:2018, Réutilisation de l'eau — Vocabulaire
3 Termes, définitions et abréviations
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l'ISO 20670 ainsi que les suivants,
s'appliquent.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l'adresse http:// www .electropedia .org/
3.1 Termes et définitions
3.1.1
désinfection additionnelle
désinfection des EUT dans le cadre d'un projet de réutilisation de l'eau, destinée à améliorer la qualité
des EUT juste avant l'irrigation, en supplément ou non d'une désinfection préalable dans une STEU et/
ou un réservoir (3.1.26)
Note 1 à l'article: Voir l’ISO 20670:2018, 3.21, pour la définition de «désinfection».
Note 2 à l'article: Voir l’ISO 20670:2018, 3.84, pour la définition de «réutilisation de l’eau».
3.1.2
rampe d’arrosage
machine d'arrosage mobile (3.1.17) composée de deux tuyaux (bras) symétriques et de buses d'arrosage
(3.1.37) réparties sur l'un des tuyaux, l'action d'arrosage étant complétée par un canon d'arrosage placé
à chaque extrémité des deux tuyaux
Note 1 à l'article: L’action des buses produit un effet de réaction (similaire à un tourniquet hydraulique) qui
entraîne la rotation des bras à une vitesse voulue.
3.1.3
classe A: EUT de très haute qualité
eaux usées brutes (3.1.25) ayant subi un traitement physique et biologique, une filtration et une
désinfection, et dont la qualité moyenne répond aux paramètres suivants: DBO ≤ 5 mg/l (max. 10 mg/l);
e
MES ≤ 5 mg/l (max. 10 mg/l); turbidité ≤ 3 NTU (max. 6 NTU); coliformes thermotolérants (95 centile):
nombre ≤ 10/100 ml (max. 100/100 ml)
Note 1 à l'article: Voir l’ISO 20670:2018, 3.27, pour la définition de «filtration».
Note 2 à l'article: Voir l’ISO 20670:2018, 3.21, pour la définition de «désinfection».
Note 3 à l'article: Voir l’ISO 16075-2, Tableau 1, pour plus de valeurs et d’informations concernant la qualité
des EUT.
2 © ISO 2020 – Tous droits réservés
3.1.4
classe B: EUT de haute qualité
eaux usées brutes (3.1.25) ayant subi un traitement physique et biologique, une filtration et une
désinfection, et dont la qualité moyenne répond aux paramètres suivants: DBO ≤ 10 mg/l (max. 20 mg/l);
e
MES ≤ 10 mg/l (max. 25 mg/l); coliformes thermotolérants (95 centile): nombre ≤ 200/100 ml (max.
1 000/100 ml)
Note 1 à l'article: Voir l’ISO 20670:2018, 3.27, pour la définition de «filtration».
Note 2 à l'article: Voir l’ISO 20670:2018, 3.21, pour la définition de «désinfection».
Note 3 à l'article: Voir l’ISO 16075-2, Tableau 1, pour plus de valeurs et d’informations concernant la qualité
des EUT.
3.1.5
classe C: EUT de bonne qualité
eaux usées brutes (3.1.25) ayant subi un traitement physique et biologique, et dont la qualité moyenne
répond aux paramètres suivants: DBO ≤ 20 mg/l (max. 35 mg/l); MES ≤ 30 mg/l (max. 50 mg/l);
e
coliformes thermotolérants (95 centile): nombre ≤ 1 000/100 ml (max. 10 000/100 ml); nématodes
intestinaux ≤ 1 œuf/l
Note 1 à l'article: Voir l’ISO 16075-2, Tableau 1, pour plus de valeurs et d’informations concernant la qualité
des EUT.
3.1.6
classe D: EUT de qualité moyenne
eaux usées brutes (3.1.25) ayant subi un traitement physique et biologique, et dont la qualité moyenne
répond aux paramètres suivants: DBO ≤ 60 mg/l (max. 100 mg/l); MES ≤ 90 mg/l (max. 140 mg/l);
nématodes intestinaux ≤ 1 œuf/l (max. 5 œuf/l)
Note 1 à l'article: Voir l’ISO 16075-2, Tableau 1, pour plus de valeurs et d’informations concernant la qualité
des EUT.
3.1.7
classe E: eaux usées après traitement extensif
eaux usées brutes (3.1.25) ayant subi un processus de traitement biologique naturel avec un long
temps de séjour (10 j à 15 j au minimum), et dont la qualité moyenne répond aux paramètres suivants:
−1 −1
DBO ≤ 20 mg/l (max. 35 mg/l); nématodes intestinaux ≤ 1 œuf l (max. 5 œufs l )
Note 1 à l'article: Voir l’ISO 16075-2, Tableau 1, pour plus de valeurs et d’informations concernant la qualité
des EUT.
3.1.8
machine d'irrigation à pivot central et déplacement latéral
machine d'irrigation automatique constituée d'un certain nombre de tours automotrices supportant
un tuyau qui tourne autour d'un pivot et par le biais duquel de l'eau fournie au niveau du pivot s'écoule
radialement vers l'extérieur pour être distribuée par des asperseurs ou des arroseurs (3.1.37) situés le
long du tuyau
3.1.9
émetteur
tuyau émetteur
goutteur
dispositif monté sur une conduite latérale d'irrigation et destiné à distribuer l'eau par goutte-à-goutte
ou en flux continu à un débit ne dépassant pas 15 l/h, excepté pendant la purge
3.1.10
paramètre environnemental
attribut quantifiable d'un aspect environnemental
Note 1 à l'article: Voir l’ISO 20670:2018, 3.24, pour la définition de «aspect environnemental».
3.1.11
système d'irrigation à écoulement gravitaire
système d'irrigation où l'eau est appliquée directement sur la surface du sol (3.1.32) et n'est pas sous
pression
Note 1 à l'article: Voir l’ISO 20670:2018, 3.43, pour la définition de «système d’irrigation».
3.1.12
émetteur intercalé
émetteur (3.1.9) destiné à être installé entre deux longueurs de tuyau dans une conduite latérale
d'irrigation
3.1.13
canon d’irrigation
dispositif de distribution sur une longue portée, qui est soit un arroseur (3.1.37) secteur de cercle, soit
un arroseur (3.1.37) plein cercle
3.1.14
asperseur d'irrigation
dispositif distribuant l'eau sous forme de jets fins ou en éventail sans mouvement rotatif des parties qui
le constituent
3.1.15
système de micro-irrigation
système pouvant délivrer de l'eau aux végétaux sous forme de gouttes, de micro-ruissellements ou de
micro-aspersion
Note 1 à l'article: L'irrigation par goutte-à-goutte en surface et sous la surface et l'irrigation par micro-aspersion
(3.1.16) sont les deux principaux systèmes de ce type.
3.1.16
système d'irrigation par micro-aspersion
système caractérisé par des sources d'eau ponctuelles ressemblant à des arroseurs (3.1.37) miniatures
(micro-arroseurs), qui sont placées le long des conduites latérales, délivrent un débit compris
entre 30 l/h et 150 l/h avec des hauteurs manométriques (pressions de refoulement) allant de 15 m
à 25 m, et arrosent sur une distance comprise entre 2 m et 6 m
3.1.17
machine d'arrosage mobile
unité d'arrosage qui est déplacée automatiquement sur toute la surface du sol (3.1.32) pendant
l'application de l'eau
3.1.18
émetteur intégré
émetteur (3.1.9) destiné à être installé dans la paroi d'une conduite latérale d'irrigation, soit directement,
soit indirectement au moyen d'un tube par exemple
3.1.19
système de tuyau perforé
émetteur (émetteur/tuyau émetteur) (3.1.9), tuyau, tuyau flexible ou tube continu, y compris tuyau
flexible pliable, pourvu de perforations destinées à distribuer l'eau par goutte-à-goutte ou en flux
continu à un débit d'émission ne dépassant pas 15 l/h pour chaque unité émettrice
3.1.20
système permanent
système d'irrigation [arroseurs (3.1.37)] statique à réseau fixe, pour lequel les positions des arroseurs
sont fixées de manière rigide sur des conduites latérales d'irrigation semi-permanentes ou permanentes
EXEMPLE Système d'irrigation à réseau fixe saisonnier portatif, système d'irrigation enterré.
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3.1.21
système portatif
système dont la totalité ou une partie des éléments constituant le réseau peut être déplacée
3.1.22
système d'irrigation sous pression
système de réseaux de tuyaux sous pression
3.1.23
processus
ensemble d'activités interreliées ou présentant entre elles des interactions, qui transforment des
intrants en extrants
Note 1 à l'article: Les intrants d'un processus sont généralement les extrants d'autres processus.
Note 2 à l'article: Les processus d'une organisation sont généralement planifiés et exécutés dans des conditions
contrôlées pour fournir une valeur ajoutée.
3.1.24
produit
n'importe quel type de bien ou de service
Note 1 à l'article: Ceci inclut les biens ou services interconnectés et/ou interreliés.
3.1.25
eaux usées brutes
eaux usées n'ayant été soumises à aucun traitement
Note 1 à l'article: Voir l’ISO 20670:2018, 3.80, pour la définition de «eaux usées».
3.1.26
réservoir
système de stockage temporaire des EUT non utilisées en fonction de la balance hydraulique entre la
demande en eau d'irrigation et la production de la station d'épuration des eaux usées
Note 1 à l'article: Différents types de réservoirs pouvant être employés pour stocker temporairement des EUT
non utilisées sont indiqués ci-après:
a) les réservoirs à ciel ouvert, communément utilisés pour le stockage (3.1.39) à court terme avec des temps de
séjour hydraulique d'un jour à deux semaines;
b) les réservoirs fermés, utilisés pour le stockage à court terme afin de limiter la reprise de la croissance
bactérienne et la contamination extérieure, communément utilisés pour des temps de séjour hydraulique
d'une demi-journée à une semaine;
c) les réservoirs de surface pour le stockage à long terme ou saisonnier des EUT, afin d'accumuler l'eau pendant
les périodes où la production de la station d'épuration est supérieure à la demande en eau d'irrigation et
de satisfaire aux besoins d'irrigation lorsque la demande est supérieure à la production de la station
d'épuration. Le temps de séjour hydraulique varie selon la saison et besoins spécifiques;
d) le stockage et la récupération d'eau dans un aquifère pour le stockage à long terme, généralement combinés
avec le traitement par le sol (3.1.32) et l'aquifère (au moyen de bassins d'infiltration). Le temps de séjour est
également une variable qui dépend de la production d'EUT et de la demande en eau d'irrigation. Il convient
que ce stockage en aquifère ne contribue pas à la recharge de l'aquifère pour une utilisation éventuelle
comme eau potable.
3.1.27
arroseur rotatif
dispositif qui, par son mouvement rotatif autour de son axe vertical, distribue de l'eau sur une zone
circulaire ou une partie d'une zone circulaire
3.1.28
système automoteur
unité dont une conduite latérale passe au centre d'une série de roues et est déplacée en entier
Note 1 à l'article: Des asperseurs/arroseurs rotatifs (3.1.27) sont placés sur la conduite latérale (également
appelée système déplaçable sur roues).
3.1.29
canon automoteur
canon d'arrosage (3.1.37) placé sur un chariot ou un traîneau attaché à l'extrémité d'un tuyau flexible
3.1.30
système semi-permanent
dispositif similaire au système semi-portatif (3.1.31), mais avec des conduites latérales portatives et une
station de pompage et des conduites principales et secondaires qui sont permanentes
3.1.31
système semi-portatif
dispositif similaire au système portatif (3.1.21), à l'exception de la source d'eau et de la station de
pompage, qui sont fixes
3.1.32
sol
couche de matériau non consolidé composée de particules de matériaux altérés, de matière organique
morte et vivante, d'interstices remplis d'air et de la solution du sol (3.1.33)
3.1.33
solution du sol
phase liquide du sol (3.1.32) avec ses éléments dissous
3.1.34
système à réseau fixe saisonnier
réseau fixe temporaire, où les conduites latérales sont positionnées dans le champ pendant toute la
saison d'irrigation
3.1.35
système d'arrosage statique
réseau d'arroseurs (3.1.37) fixes
3.1.36
aspersion
distribution d'eau par un arroseur (3.1.37)
3.1.37
arroseur
dispositif de distribution d'eau de différentes dimensions et différents types, par exemple, arroseur à
impact, buse fixe, asperseur, canon d'irrigation (3.1.13)
3.1.38
système d'irrigation par arrosage
système d'irrigation composé d'arroseurs (3.1.37)
Note 1 à l'article: Voir l’ISO 20670:2018, 3.43, pour la définition de «système d’irrigation».
3.1.39
stockage
rétention des EUT temporairement non utilisées sur le court ou le long terme avant leur utilisation dans
des systèmes d'irrigation
Note 1 à l'article: Voir l’ISO 20670:2018, 3.43, pour la définition de «système d’irrigation».
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3.1.40
machine d'irrigation mobile
machine d'irrigation conçue pour irriguer un champ de façon séquentielle, bande par bande, tout en se
déplaçant d'un bout à l'autre du champ
3.2 Abréviations
DBO demande biochimique en oxygène
DCO demande chimique en oxygène
EC conductivité électrique
ESP pourcentage de sodium échangeable
FDS matières dissoutes non volatiles (mg/l)
FL fraction de lixiviation
BL besoin de lixiviation
ENP eau non potable
NTU unités de turbidité néphélémétrique
ETP évapotranspiration potentielle, estimée par la méthode de Penman
SAR rapport d’adsorption du sodium
TDS matières dissoutes totales
EUT eaux usées traitées
UV ultraviolet
EU eaux usées
STEU station d'épuration des eaux usées
4 Amélioration de la qualité et de l'utilisation des EUT
4.1 Généralités
La qualité chimique des eaux usées dépend de la composition chimique de l'eau fraîche initiale. L'eau
fraîche initiale, utilisée par les ménages, dans les bureaux, les commerces et dans l'industrie, provient
de différentes sources (eaux souterraines, rivières, lacs et dessalement d'eau de mer ou d'eau saumâtre).
Les substances chimiques solubles dans l'eau, souvent ajoutées à l'eau fraîche initiale lors de son
utilisation, ne sont pas éliminées par le traitement conventionnel des eaux usées.
Pour éviter que la qualité des EUT contenant des sels dissous ait un effet négatif sur les cultures et les sols
irrigués, différentes stratégies, énumérées en 4.2 et 4.3, peuvent être mises en œuvre (voir Tableau A.1,
Annexe A).
4.2 Amélioration de la qualité des EUT destinées à l'irrigation
La qualité des EUT peut être améliorée au moyen des méthodes suivantes:
a) fourniture aux municipalités d'une eau de meilleure qualité (plus faible concentration en sels) ou
d'une eau dessalée;
b) réduction des apports de sels en traitant les sources diffuses telles que l'intrusion d'eau saline
dans les réseaux de collecte, les apports domestiques que représentent les lessives ou les sels des
lave-vaisselle et/ou les sources ponctuelles telles que les rejets des industries qui consomment
d'importants volumes d'eau contenant de grandes quantités de sels issus de leurs processus de
fabrication.
4.3 Adoption de bonnes pratiques en matière d'agronomie et d'irrigation
Les mesures suivantes font partie des bonnes pratiques qui peuvent être adoptées en matière
d'agronomie et d'irrigation:
a) la sélection et la gestion des cultures;
b) la lixiviation et le drainage;
c) la gestion de la structure du sol;
d) l'ajustement des apports d'engrais ou des amendements;
e) l'adaptation des temps d'irrigation et la sélection de la technique d'irrigation appropriée.
Lorsque l'eau dessalée représente une source d'eau fraîche initiale appropriée, il convient de surveiller
la concentration en bore de l'eau dessalée si des procédés spéciaux d'élimination du bore ne peuvent
pas être mis en œuvre au cours du dessalement. Il convient également de prêter attention à l'apport
de calcium et de magnésium à l'étape du post-traitement. Dans tous les cas, il convient que les cultures
irriguées soient des espèces adaptées à la quantité et à la concentration des sels dissous dans les EUT.
5 Facteurs ayant une incidence sur les projets d'irrigation par des EUT: qualité
de l'eau, climat et sol
5.1 Généralités
Pour une utilisation avantageuse des EUT en irrigation, il convient de prendre sérieusement en compte
les risques pour la santé publique, y compris la sécurité et la protection des travailleurs, ainsi que l'effet
sur les cultures irriguées et le sol. Cette utilisation exige un examen approfondi de l'infrastructure
nécessaire, à savoir: planification des installations, choix du lieu d'implantation de la station d'épuration,
collecte et traitement des eaux usées, utilisation des EUT, transport des EUT vers les sites de stockage,
transport vers le lieu d'utilisation finale et post-utilisation.
Il convient de considérer la santé publique et les impacts environnementaux potentiels comme des
aspects prioritaires pour l'élaboration de lignes directrices internationales sur les EUT qui donnent de
bons résultats. Pour prévenir les effets négatifs sur la santé publique ainsi que sur le milieu récepteur
et les sources d'eau concernées, il convient d'appliquer les lignes directrices internationales lors de la
réalisation d'un projet d'irrigation TWW.
La présence de nutriments (azote, phosphore et potassium) dans les EUT peut s'avérer avantageuse car
elle est susceptible de permettre des économies d'engrais.
5.2 Qualité de l'eau
5.2.1 Composants des eaux usées
La qualité chimique des eaux usées est le résultat de la composition chimique de l'eau fraîche initiale
(l'eau fournie pour les divers usages domestiques, industriels et agricoles) et des éventuels apports
intervenant au cours de l'utilisation de l'eau par les ménages ou par les industries. Différentes substances
sont ajoutées à l'eau au cours de son utilisation, lesquelles substances déterminent la composition des
eaux usées ainsi que leurs propriétés physiques, chimiques et biologiques. Les principaux composants
chimiques des eaux usées sont classés en substances organiques et inorganiques.
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Les substances organiques peuvent inclure des hormones, des produits pharmaceutiques, des produits
de soins personnels, des protéines, des hydrates de carbone, des huiles, des carburants et des lubrifiants,
des agents de surface, y compris des pesticides, des microplastiques, des substances humiques et
d'autres produits chimiques domestiques et agricoles.
Les substances inorganiques peuvent inclure des chlorures, du sodium, du bore, de l'azote, du phosphore
(une partie de l'azote et du phosphore fait également partie des substances organiques), du potassium,
du soufre et d'autres éléments chimiques, y compris des métaux lourds (par exemple, zinc, manganèse,
cuivre, mercure, argent, chrome, nickel, plomb, cadmium) et du fluor.
Les eaux usées contiennent une variété d'organismes vivants issus des déchets rejetés dans le réseau
d'eaux usées.
Pour évaluer la composition des eaux usées, étudier les caractéristiques des eaux usées rejetées par les
industries raccordées aux réseaux de collecte, c'est-à-dire étudier les caractéristiques spécifiques des
procédés industriels pour détecter les composants spécifiques contenus dans leurs eaux usées qui sont
susceptibles d'avoir un effet négatif sur la qualité de l'eau destinée à être réutilisée.
5.2.2 Nutriments
5.2.2.1 Généralités
Les EUT peuvent contenir des nutriments, y compris d'autres éléments chimiques, en concentrations
plus élevées que celles que l'on trouve normalement dans l'eau douce. Les EUT contiennent des macro-
éléments (éléments consommés en grandes quantités (kg/ha) par les végétaux), principalement l'azote
et le phosphore. Le potassium est présent dans les EUT, généralement à des concentrations inférieures
aux besoins agronomiques.
Les nutriments présents dans les EUT destinées à l'irrigation des cultures peuvent constituer une
ressource se substituant aux engrais chimiques susceptibles d'être utilisés par les exploitants agricoles.
Cependant, il convient de se poser trois questions suivantes, essentielles, en ce qui concerne l'efficacité
du remplacement des engrais conventionnels pour végétaux par les substances chimiques présentes
dans les EUT (questions sur la valeur fertilisante des EUT):
— quantité: la quantité de nutriments fournie par les EUT répond-elle aux besoins des végétaux?
— disponibilité: les nutriments contenus dans les EUT peuvent-ils être absorbés par les végétaux de la
même manière que les nutriments normalement fournis par l'engrais?
— rythme d'apport: la fréquence à laquelle les nutriments
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.