ISO 19698:2020
(Main)Sludge recovery, recycling, treatment and disposal — Beneficial use of biosolids — Land application
Sludge recovery, recycling, treatment and disposal — Beneficial use of biosolids — Land application
This document provides guidance on the conditions of beneficial use of biosolids produced from industrial and municipal sludge and municipal biosolids derived products (e.g. composts, growing media) in the production of food and feed crops, energy crops, forestry crops and for the remediation of disturbed sites. This document applies to biosolids for land application and includes biosolids from wastewater treatment (municipal, industrial and private onsite systems). This document does not apply to hazardous sludge that originates from wastewater which, due to its nature, physical, chemical or infectious properties, is potentially hazardous to human health and/or the environment during use, handling, storage or transportation and which requires special disposal techniques to eliminate or reduce the hazard. This document includes: — general guidelines for the land application of biosolids and biosolids derived products; — specific guidelines for the land application of biosolids and biosolids derived products for food and feed crop production and for non?food and non?feed crop production (e.g. horticulture, fibre for bio?mass, silviculture, etc.); and — specific guidelines for the land application of biosolids and biosolids derived products for other beneficial uses (e.g. land reclamation or rehabilitation).
Valorisation, recyclage, traitement et élimination des boues — Utilisation bénéfique des boues d'épuration — Utilisation sur les terres
Le présent document fournit des recommandations relatives aux conditions de valorisation des boues d'épuration produites lors du traitement des effluents de stations d'épuration municipales et des boues industrielles et des produits issus des effluents de stations d'épuration municipales (par exemple composts, supports de culture) dans la production des cultures à vocation alimentaire et fourragère, des cultures énergétiques, des cultures forestières et dans la réhabilitation des sites dégradés. Le présent document s'applique aux boues d'épuration destinées à l'utilisation des boues (y compris l'épandage) sur les terres et inclut les boues d'épuration issues du traitement des eaux usées (municipales, industrielles et privées). Le présent document ne s'applique pas aux boues dangereuses issues des eaux usées qui, en raison de leur nature, de leurs propriétés physiques, chimiques ou infectieuses, sont potentiellement dangereuses pour la santé humaine et/ou l'environnement pendant l'utilisation, la manutention, le stockage ou le transport et qui nécessitent des techniques d'élimination spéciales destinées à éliminer ou à réduire les dangers. Le présent document comprend les parties suivantes: — lignes directrices générales pour l'utilisation des boues d'épuration sur les terres et des produits qui en sont issus; — lignes directrices spécifiques pour l'utilisation des boues d'épuration sur les terres et des produits qui en sont issus pour la production de cultures à vocation alimentaire et fourragère et pour la production de cultures non alimentaires ni fourragères (par exemple horticulture, fibres pour la biomasse, sylviculture, etc.); et — lignes directrices spécifiques pour l'utilisation des boues d'épuration sur les terres et des produits qui en sont issus pour d'autres types de valorisation (par exemple reconstitution de sol ou réhabilitation de site).
General Information
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 19698
First edition
2020-09
Sludge recovery, recycling, treatment
and disposal — Beneficial use of
biosolids — Land application
Valorisation, recyclage, traitement et élimination des boues —
Utilisation bénéfique des boues d'épuration — Épandage
Reference number
©
ISO 2020
© ISO 2020
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Published in Switzerland
ii © ISO 2020 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .vi
Introduction .vii
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Benefits of biosolids land application . 4
5 Nutrients in biosolids . 5
5.1 General . 5
5.2 Nitrogen . 5
5.2.1 General. 5
5.2.2 Nitrogen content and availability in biosolids . 5
5.2.3 Determination of biosolids application rate according to nitrogen content . 6
5.3 Phosphorus . 6
5.4 Potassium . 6
5.5 Calcium . 6
5.6 Sulfur . 6
6 Nuisance and risks associated with biosolids land application . 7
6.1 General . 7
6.2 Odours . 7
6.3 Vector attraction . 7
6.4 Pathogens . 7
6.4.1 General. 7
6.4.2 Viruses . 8
6.4.3 Bacteria . 8
6.4.4 Protozoa . 8
6.4.5 Helminths . 8
6.5 Trace elements . 9
6.6 Organic compounds . 9
6.6.1 General. 9
6.6.2 Source control of potential contaminants . 9
6.7 Environmental considerations .10
6.7.1 General.10
6.7.2 Climate and season .10
6.7.3 Topography .10
6.7.4 Protection of water sources .11
6.7.5 Identification of sensitive uses and associated setbacks .11
6.8 Biosolids treatment .11
6.8.1 General.11
6.8.2 Foreign matter .12
6.8.3 Odour reduction .12
6.8.4 Vector attraction reduction .13
6.8.5 Pathogen reduction .13
6.9 Biosolids quality criteria — Groups of biosolids .15
6.9.1 General.15
6.9.2 Group 1 biosolids.15
6.9.3 Group 2 biosolids.15
6.10 Potential uses .15
6.11 Biosolids and soil monitoring .16
7 Biosolids application programme development and management .16
7.1 General .16
7.2 Community consultation .16
7.2.1 Involving the community .16
7.2.2 Consultation principles .17
7.3 Programme development .18
7.3.1 General.18
7.3.2 Programme design and decision considerations .18
7.4 Programme management .19
7.4.1 General.19
7.4.2 Programme management considerations .19
7.4.3 Biosolids and soil monitoring .21
7.4.4 Continuous improvement .24
7.4.5 Voluntary agreement and quality assurance .24
8 Objecti ves of agricultural land application .26
8.1 General .26
8.2 Agronomic considerations .26
8.2.1 Nitrogen management — General .26
8.2.2 Nitrogen in biosolids .26
8.3 Phosphorus management .30
8.3.1 General.30
8.3.2 Determination of biosolids application rate according to phosphorus content .30
8.4 Annual biosolids application rate .31
9 Storage, staging, fencing and signage .31
9.1 General .31
9.2 Signage .32
10 Haulage and field deliveries .33
11 Application techniques .33
12 Specific pathogen mitigation measures for agricultural land application .34
13 Record keeping .34
13.1 General .34
13.2 Spreading records .35
13.3 Field inspection .35
14 Objecti ves of land reclamation .36
14.1 General .36
14.2 Site management .37
14.2.1 General.37
14.2.2 Soil/substrate properties .37
14.3 Environmental considerations .38
14.3.1 Climate and season .38
14.3.2 Topography .38
14.3.3 Protection of water sources .39
14.3.4 Identification of sensitive uses and associated buffer zones .39
14.4 Operations management .39
14.4.1 Site preparation .39
14.4.2 Biosolids batch management and transport .40
14.4.3 Substrate sampling .41
14.4.4 Substrate analysis .41
14.5 Biosolids applications equipment and considerations .42
14.6 Determination of biosolids application rate .43
14.6.1 General.43
14.6.2 Biosolids application rates based on agronomic nitrogen application rate .43
14.6.3 Biosolids application rates based on maximum nutrient loads .43
14.6.4 Biosolids application rates based on target carbon to nitrogen ratio (C:N) .43
14.6.5 Biosolids application rates based on target organic matter .44
14.6.6 Biosolids application rates based on target pH adjustment.44
14.7 Revegetation.45
14.8 Environmental post application monitoring .45
14.8.1 General.45
iv © ISO 2020 – All rights reserved
14.8.2 Soil monitoring .46
14.8.3 Water monitoring .46
14.8.4 Foliage monitoring .47
14.9 Quality assurance.47
15 Nuisance and risk management for biosolids use for land reclamation .47
16 Biosolids treatment .47
16.1 Biosolids quality criteria .47
16.2 Pathogens .48
16.3 Vector attraction .48
16.4 Odour .48
16.5 Fencing and signage.48
16.6 Record keeping .48
Annex A (informative) Soil carbon dynamics .49
Annex B (informative) Benefits of biosolids land application .51
Annex C (informative) Average concentrations of organic matter and plant macronutrients
in biosolids .54
Annex D (informative) Comparative pathogen and indicator limits for Group 1 biosolids .55
Annex E (informative) Source of trace elements in wastewater and biosolids and examples
of trace elements standards in biosolids and in soil after biosolids application .56
Annex F (informative) Standards for maximum concentration of organic compounds in
biosolids .62
Annex G (informative) Organic compounds .63
Annex H (informative) Setbacks (buffer zones) in different regions .64
Annex I (informative) Biosolids quality based on treatment method .66
Annex J (informative) Determination of plant available phosphate .67
Annex K (informative) Determination of maximum biosolids application rates based on
trace elements .68
Annex L (informative) Examples of source control/pollution prevention tools and
regulating industrial discharges .73
Annex M (informative) Biosolids sampling frequencies .74
Annex N (informative) Soil and biosolids tests and methodologies .75
Annex O (informative) Community consultative workshop .82
Annex P (informative) Benefits and value of biosolids use in rehabilitation .84
Annex Q (informative) Examples of restricted activities and withholding periods for
Group 2 biosolids .85
Annex R (informative) Revegetation .86
Bibliography .87
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 275, Sludge recovery, recycling, treatment
and disposal.
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.
vi © ISO 2020 – All rights reserved
Introduction
Biosolids are organic–based materials from industrial or municipal sludge and municipal biosolids
derived products, in the form of solids, semi–solids, semi–liquids, and liquids which have been treated
to meet applicable standards, guidelines or requirements including the reduction of pathogens, vector
attraction and contaminant criteria.
The land application of biosolids, which is considered an integrated approach to sustainable
management of this resource, can be beneficial in many ways such as:
— increasing soil organic matter;
— increasing biological activity in soil;
— decreasing soil bulk density and improving soil porosity;
— improving water infiltration rate, water holding capacity and erosion prevention;
— improving soil aggregate stability;
— increasing cation exchange capacity, which can result in a lower frequency of fertilizer application;
— increasing soil pH;
— providing additional nutrients to the soil for plant growth;
— recovering phosphorus from the urban and industrial environment;
— providing potential for carbon sequestration in soil; and
— decreasing the use of mineral fertilizers and related greenhouse gas (GHG) emissions related to
production and application of mineral fertilizers.
This document does not prioritize, or suggest a hierarchy amongst various beneficial use options, but
aims to identify and address the different criteria that could be considered to develop a sustainable
and environmentally successful land application programme. These criteria include the nature of the
treatment process, the selection of an appropriate application site, the method of application, the rate
of application and the establishment of protective barriers or setbacks to environmentally and socially
sensitive areas such as surface water and residences.
Control of non–beneficial substances, odour and potential risk to human, animal and environmental
health are important parts of any beneficial use strategy. These can be managed by employing tools
such as point source control, appropriate treatment methods and land–use restrictions.
Application of this document presupposes awareness of applicable legal requirements.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 19698:2020(E)
Sludge recovery, recycling, treatment and disposal —
Beneficial use of biosolids — Land application
1 Scope
This document provides guidance on the conditions of beneficial use of biosolids produced from
industrial and municipal sludge and municipal biosolids derived products (e.g. composts, growing
media) in the production of food and feed crops, energy crops, forestry crops and for the remediation of
disturbed sites.
This document applies to biosolids for land application and includes biosolids from wastewater
treatment (municipal, industrial and private onsite systems).
This document does not apply to hazardous sludge that originates from wastewater which, due to its
nature, physical, chemical or infectious properties, is potentially hazardous to human health and/or
the environment during use, handling, storage or transportation and which requires special disposal
techniques to eliminate or reduce the hazard.
This document includes:
— general guidelines for the land application of biosolids and biosolids derived products;
— specific guidelines for the land application of biosolids and biosolids derived products for food and
feed crop production and for non–food and non–feed crop production (e.g. horticulture, fibre for
bio–mass, silviculture, etc.); and
— specific guidelines for the land application of biosolids and biosolids derived products for other
beneficial uses (e.g. land reclamation or rehabilitation).
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions 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
alkaline stabilized biosolids
biosolids or non–toxic sludge which has undergone alkaline treatment to meet specific requirements
for reduction of pathogens and vector attraction
3.2
alkaline treatment
process where biosolids or non–toxic sludge is mixed with alkaline additives to enhance wastewater
solids stabilization by increasing the pH of the biosolids up to 12 or higher for a minimum amount of time
3.3
batch
definite quantity of material manufactured or produced under conditions which are presumed to
be uniform
3.4
biocenosis
community of biologically integrated and interdependent plants and animals
3.5
biosolids
organic–based materials from industrial or municipal wastewater sludge and their derived products,
in the form of solids, semi–solids, semi–liquids (pasty), and liquids which have been treated to meet
specific standards, guidelines or requirements including the reduction of pathogens, vector attraction
and contaminant criteria
3.6
cation exchange capacity
measure of the soil’s ability to hold positively charged ions (cations)
3.7
compost
organic soil improver obtained by decomposition of a mixture consisting principally of various plant
residues, occasionally with organic materials of animal origin, and having a limited mineral content
[SOURCE: ISO 8157:2015, 2.2.8.6]
3.8
composting
natural aerobic biological process, carried out under controlled conditions, which converts organic
material into a stable humus–like product
Note 1 to entry: During the composting process, various microorganisms, including bacteria and fungi, break
down organic material into simpler substances.
3.9
contaminant
biological, chemical, physical, or radiological substance released to the environment from anthropogenic
sources which, in sufficient concentration, can adversely affect living organisms through air, water, soil,
and/or food
3.10
dewatered biosolids
biosolids that have undergone a reduction of the water content to produce paste-like biosolids or solid
biosolids by the use of one or several technologies, usually by natural or mechanical means
Note 1 to entry: These treatments lead to the production of biosolids whose mechanical characteristics allow a
storage in heap on a minimum height of 1 m. As an indication, the dryness obtained is generally within a range
between 15 % and 40 % (wet mass).
3.11
foreign matter
material of anthropogenic origin as opposed to natural objects such as sand, stones and wood fibres
EXAMPLE Plastics, glass, metal, small/large or sharp debris.
3.12
industrial sludge
mixture of water and solids separated from various types of industrial wastewater (e.g. food
processing plants) as a result of natural or artificial processes and meet specific standards, guidelines
or requirements including the reduction of pathogens, vector attraction and contaminant criteria
2 © ISO 2020 – All rights reserved
3.13
mineralization
final stage of the biodegradation of organic matter or organic substances into carbon dioxide, water
and the hydrides, oxides and other mineral salts
[SOURCE: ISO 11074:2015, 3.3.19]
3.14
mesophilic anaerobic digestion
biological conversion of organic matter to biogas and residual solids at temperatures between 20 °C
and about 40 °C, typically 37 °C with a mean residence time of 15 to 30 days
3.15
micronutrient
element, such as boron, manganese, iron, zinc, copper, molybdenum, cobalt, and/or chlorine, which are
essential, in relatively small quantities, for plant growth
[SOURCE: ISO 8157:2015, 2.1.3.3, modified — Note 1 to entry has been deleted.]
3.16
municipal biosolids
biosolids produced from municipal sludge which has been treated to meet jurisdictional standards,
guidelines or requirements including the reduction of pathogens and vector attraction
3.17
municipal sludge
mixture of water and non–stabilized solids separated from various types of municipal wastewater as a
result of natural or artificial processes
3.18
organic matter
matter consisting of plant and/or animal organic materials, and the conversion products of those
materials
[SOURCE: ISO 11074:2015, 2.1.8]
3.19
organic compound
any of a large class of chemical compounds in which one or more atoms of carbon are covalently linked
to atoms of other elements, most commonly hydrogen, oxygen or nitrogen
3.20
plant nutrient
chemical element, which is essential for plant growth
[SOURCE: ISO 8157:2015, 2.1.2]
3.21
sample
part of a defined bulk product taken for the purpose of characterization
[SOURCE: ISO 14488:2007, 3.8]
3.22
setback
buffer
determined distance, sometimes based on risk assessment, that provides protection to environmentally
sensitive features such as humans and water
3.23
sludge
mixture of water and solids originating from various types of wastewater during natural and artificial
treatment
3.24
sodium adsorption ratio
measure of the amount of sodium (Na) relative to calcium (Ca) and magnesium (Mg) in the water extract
from saturated soil paste
3.25
soil quality
all current positive or negative properties with regard to soil utilization and soil functions
[SOURCE: ISO 11074:2015, 2.1.15]
3.26
stakeholder
person or organization that can affect, be affected by or perceive themselves to be affected by a decision
or activity
[SOURCE: ISO 28007-1:2015, 3.6, modified — Note 1 to entry has been deleted.]
3.27
thermophilic anaerobic digestion
biological conversion of organic matter to biogas and residual solids, that takes place between 49 °C
and 57 °C
3.28
total organic carbon
TOC
amount of carbon found in an organic compound
3.29
trace element
element present in very low concentrations
3.30
vector
living organism capable of transmitting a pathogen from one organism to another either mechanically
(by simply transporting the pathogen) or biologically by playing a specific role in the life cycle of the
pathogen
[SOURCE: EPA/625/R–92/013 Revised July 2003: Control of Pathogens and Vector Attraction in
Sewage Sludge]
3.31
vector attraction reduction
treatment processes that stabilize and reduce the odours and other aspects of biosolids that attract
flies, rodents and other potential vectors
4 Benefits of biosolids land application
The land application of biosolids can be beneficial in many ways including:
— adding organic matter to the soil which can have a positive impact on soil biological activity, soil
porosity, soil bulk density, soil water infiltration rate, aggregate stability and cation exchange
capacity;
— increased soil organic matter can also reduce soil erosion;
4 © ISO 2020 – All rights reserved
— potential to increase carbon sequestration in the soil while reducing chemical fertilizer input and
greenhouse gas emissions from their production (see Annex A); and
— responsible utilization of essential macro and micro nutrients that could otherwise be wasted.
Alkaline stabilized biosolids, in the context of the many positive soil effects, can also be an economical
and effective soil amendment to increase the pH of acidic soils.
The use of biosolids should go through a global assessment taking into account the various factors, in
order to ensure the positive effect on crops and soils.
See Annex B for further information regarding benefits of biosolids.
5 Nutrients in biosolids
5.1 General
Biosolids contain organic matter and plant nutrients. See Annex C for average concentrations of organic
matter and plant macronutrients in biosolids.
5.2 Nitrogen
5.2.1 General
Growing plants require a continuous source of nitrogen (N), which is an essential component of proteins
that build cell material and plant tissue. It is also necessary for other plant functions.
Nitrogen applied to soils in mineral fertilizers, biosolids or other organic amendments is subjected to
biochemical and physical processes which form the nitrogen cycle. Inorganic forms of nitrogen are the
available forms to plants. All forms of nitrogen can be present in the soil at any point of time, mainly
because nitrogen readily shifts from one form to another.
5.2.2 Nitrogen content and availability in biosolids
Nitrogen content and availability in biosolids can vary greatly depending on the source of the
wastewater and the treatment process. Biosolids produced from some industrial sludges can have a
high content of nitrogen while it is the opposite for others such as paper mill biosolids. Forms of nitrogen
that can be present in biosolids include organic nitrogen (i.e. nitrogen bound in organic molecules such
– – +
as proteins), nitrate (NO ), nitrite (NO ), ammonia (NH ) and ammonium (NH ).
3 2 3 4
As plants can only assimilate mineral nitrogen, a primary factor in determining the nutrient value of
biosolids should be the mineralization rate of its organic nitrogen. The nitrogen mineralization rate is
dependant in part on the sludge treatment process. Other factors that can influence the availability of
the nitrogen are intrinsic to the land application sites such as:
— temperature (air and soil);
— moisture;
— soil porosity;
— pH and texture;
— microbial activity; and
— method of application to the land.
Two main mechanisms for nitrogen loss should also be considered:
— volatilisation of the ammonia; and
— nitrate leaching.
5.2.3 Determination of biosolids application rate according to nitrogen content
The rate for biosolids application should be determined to provide the amount of nitrogen needed by the
crop vegetation, or in reclamation scenarios, by the biosolids application management plan, to attain a
desired result. For information regarding application rates for reclamation projects see 14.6. Whatever
the project target is, special care should be applied to minimize or manage the amount of nitrogen that
could be leached below the root zone of the crop, or through the soil to the ground water. Specifics
related to nitrogen management on agricultural and non–agricultural lands are further explored in
8.2.2 and 14.6.2.
Biosolids application rates should be adjusted to avoid excess trace elements or phosphorus loading. In
such case, if insufficient nitrogen is applied in the biosolids, inorganic fertilizer nitrogen can be applied.
The addition of biosolids in a fertility plan adds multiple beneficial aspects.
5.3 Phosphorus
Phosphorus (P) is a macronutrient that is present in many organic materials including biosolids, and is
important for healthy plant development. Specifically, phosphorus is needed for plant growth, rigidity
of cell walls, and for the development of the root system. Phosphorus is of particular value as it is a
limited natural resource.
Phosphorus is present in biosolids in organic and inorganic (phosphate) forms. Organic phosphorus
undergoes mineralization through a (bio)degradation process in the soil before plant assimilation.
[6]
Inorganic phosphorus is often predominant in biosolids .
The solubility and availability of phosphorus in biosolids is also dependant on soil pH. Plant available
phosphorus is the phosphorus tha
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 19698
Première édition
2020-09
Version corrigée
2020-11
Valorisation, recyclage, traitement et
élimination des boues — Utilisation
bénéfique des boues d'épuration —
Utilisation sur les terres
Sludge recovery, recycling, treatment and disposal — Beneficial use of
biosolids — Land application
Numéro de référence
©
ISO 2020
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Publié en Suisse
ii © ISO 2020 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .vi
Introduction .vii
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Bénéfices de l’utilisation des boues d'épuration sur les terres . 5
5 Nutriments dans les boues d'épuration . 5
5.1 Généralités . 5
5.2 Azote . 5
5.2.1 Généralités . 5
5.2.2 Teneur en azote et disponibilité dans les boues d'épuration . 6
5.2.3 Détermination de la dose d’épandage de boues d'épuration en fonction de
la teneur en azote . 6
5.3 Phosphore . 6
5.4 Potassium . 7
5.5 Calcium . 7
5.6 Soufre . 7
6 Nuisances et risques associés à l'utilisation des boues d’épuration sur les terres .7
6.1 Généralités . 7
6.2 Odeurs . 8
6.3 Attraction des vecteurs de transmission . 8
6.4 Pathogènes . 8
6.4.1 Généralités . 8
6.4.2 Virus . 9
6.4.3 Bactéries. 9
6.4.4 Protozoaires . 9
6.4.5 Helminthes . 9
6.5 Éléments trace . 9
6.6 Composés organiques .10
6.6.1 Généralités .10
6.6.2 Contrôle à la source des contaminants potentiels .11
6.7 Considérations environnementales .11
6.7.1 Généralités .11
6.7.2 Climat et saison .11
6.7.3 Topographie .12
6.7.4 Protection des ressources en eau .12
6.7.5 Identification des usages sensibles et distances d'isolement associées .13
6.8 Traitement des boues d'épuration .13
6.8.1 Généralités .13
6.8.2 Matières inertes et impuretés .14
6.8.3 Réduction des odeurs .14
6.8.4 Réduction de l'attraction des vecteurs de transmission.15
6.8.5 Réduction des pathogènes .15
6.9 Critères de qualité des boues d'épuration – Groupes de boues d'épuration .17
6.9.1 Généralités .17
6.9.2 Boues d'épuration du Groupe 1 .17
6.9.3 Boues d'épuration du Groupe 2 .17
6.10 Utilisations potentielles .17
6.11 Surveillance des boues d'épuration et du sol .18
7 Élaboration et gestion du programme d’utilisation des boues d'épuration .18
7.1 Généralités .18
7.2 Consultation des communautés locales .19
7.2.1 Implication des communautés locales .19
7.2.2 Principes de consultation .19
7.3 Développement du programme .20
7.3.1 Généralités .20
7.3.2 Considérations relatives à la conception du programme et aux décisions .20
7.4 Gestion du programme .22
7.4.1 Généralités .22
7.4.2 Considérations relatives à la gestion du programme .22
7.4.3 Surveillance des boues d'épuration et du sol .23
7.4.4 Amélioration continue .27
7.4.5 Accord volontaire et assurance qualité .27
8 Objectifs de l'utilisation des boues sur les terres agricoles .29
8.1 Généralités .29
8.2 Considérations agronomiques .29
8.2.1 Gestion de l'azote — Généralités .29
8.2.2 L'azote dans les boues d'épuration .29
8.3 Gestion du phosphore .34
8.3.1 Généralités .34
8.3.2 Détermination de la dose d’épandage de boues d'épuration en fonction de
la teneur en phosphore .34
8.4 Dose annuelle d’épandage de boues d'épuration .35
9 Stockage, placement en bout de champ, restrictions d'accès et signalisation .35
9.1 Généralités .35
9.2 Signalisation .36
10 Transport et livraison sur site .37
11 Techniques d'épandage .38
12 Mesures spécifiques d'atténuation des risques liés aux pathogènes en vue d'un
épandage agricole .38
13 Tenue des enregistrements .39
13.1 Généralités .39
13.2 Archivages des épandages .40
13.3 Contrôles sur site .40
14 Objectifs de la reconstitution des sols .40
14.1 Généralités .40
14.2 Gestion du site .41
14.2.1 Généralités .41
14.2.2 Propriétés du sol/substrat .42
14.3 Considérations environnementales .43
14.3.1 Climat et saison .43
14.3.2 Topographie .43
14.3.3 Protection des ressources en eau .44
14.3.4 Identification des usages sensibles et des zones tampon associées .44
14.4 Gestion des opérations .44
14.4.1 Préparation du site . . .44
14.4.2 Gestion des lots et transport des boues d'épuration .45
14.4.3 Échantillonnage du substrat .46
14.4.4 Analyse du substrat .47
14.5 Équipements et considérations relatifs à l'épandage des boues d'épuration .47
14.6 Détermination des doses d’épandage de boues d'épuration .48
14.6.1 Généralités .48
14.6.2 Doses d’épandage de boues d'épuration basées sur la dose d'azote
agronomique .49
14.6.3 Doses d’épandage de boues d'épuration basées sur les charges nutritives
maximales .49
iv © ISO 2020 – Tous droits réservés
14.6.4 Doses d’épandage de boues d'épuration basées sur le rapport carbone-
azote (C:N) .49
14.6.5 Doses d’épandage de boues d'épuration basées sur la matière organique cible .50
14.6.6 Doses d’épandage de boues d'épuration basées sur l'ajustement du pH cible .50
14.7 Remise en végétation.51
14.8 Surveillance de l'environnement après l'épandage .51
14.8.1 Généralités .51
14.8.2 Surveillance du sol .52
14.8.3 Surveillance de l'eau .53
14.8.4 Surveillance du feuillage .53
14.9 Assurance qualité.54
15 Gestion des nuisances et des risques d'utilisation des boues d'épuration à des fins
de reconstitution du sol .54
16 Traitement des boues d'épuration .54
16.1 Critères de qualité des boues d'épuration.54
16.2 Pathogènes .54
16.3 Attraction des vecteurs de transmission .54
16.4 Nuisances olfactives.55
16.5 Restrictions d'accès et signalisation .55
16.6 Tenue des enregistrements .55
Annexe A (informative) Dynamique du carbone du sol .56
Annexe B (informative) Bénéfices de l’utilisation des boues d’épuration sur les terres .58
Annexe C (informative) Concentrations moyennes de matières organiques et de macro-
nutriments dans les boues d'épuration.62
Annexe D (informative) Limites comparatives des pathogènes et des indicateurs pour les
boues d'épuration de Groupe 1 .63
Annexe E (informative) Source des éléments trace dans les eaux usées et les boues
d'épuration et exemples de normes relatives aux éléments trace dans les boues
d'épuration et dans le sol après l'épandage de boues d'épuration .64
Annexe F (informative) Normes pour la concentration maximale de composés organiques
dans les boues d'épuration .70
Annexe G (informative) Composés organiques .71
Annexe H (informative) Distances d'isolement (zones tampon) dans différentes régions .72
Annexe I (informative) Qualité des boues d'épuration en fonction de la méthode de traitement .76
Annexe J (informative) Détermination du phosphate disponible pour les plantes .78
Annexe K (informative) Détermination des doses maximales d’épandage de boues
d'épuration à partir des éléments trace .79
Annexe L (informative) Exemples de contrôle à la source/outils de prévention de la
pollution et de réglementation des rejets industriels .84
Annexe M (informative) Fréquences d'échantillonnage des boues d'épuration .86
Annexe N (informative) Méthodologies et essais concernant le sol et les boues d'épuration .87
Annexe O (informative) Ateliers de consultation de la communauté locale .94
Annexe P (informative) Bénéfices et valeur ajoutée de l'utilisation des boues d'épuration
dans la réhabilitation de site .96
Annexe Q (informative) Exemples d'activités restreintes et de périodes d'attente pour les
boues d'épuration du Groupe 2 .98
Annexe R (informative) Remise en végétation .99
Bibliographie .100
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 www .iso .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 275, Valorisation, recyclage,
traitement et élimination des boues.
La présente version corrigée de l'ISO 19698:2020 inclut la correction suivante:
— modification du titre français: le troisième élément du titre "Épandage" a été remplacé par "Utilisation
sur les terres".
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/ fr/ members .html.
vi © ISO 2020 – Tous droits réservés
Introduction
Les boues d'épuration sont les matières organiques issues des effluents de stations d’épuration
municipales ou des boues industrielles ainsi que les produits obtenus à partir des effluents de stations
d’épuration municipales. Elles se présentent sous forme solide, semi-solide, pâteuse et liquide et ont été
traitées afin de satisfaire aux normes, lignes directrices ou exigences applicables, y compris la réduction
des pathogènes, l'attraction des vecteurs de transmission et les critères relatifs aux contaminants.
L’utilisation des boues d'épuration (y compris l’épandage) sur les terres, considéré comme une approche
intégrée de la gestion durable de cette ressource, présente de nombreux effets bénéfiques, tels que:
— l'augmentation de la matière organique du sol;
— l'augmentation de l'activité biologique du sol;
— la diminution de la masse volumique apparente du sol et l'amélioration de la porosité du sol;
— l'amélioration de la vitesse d'infiltration de l'eau, du pouvoir de rétention d'eau et de la prévention
de l'érosion;
— l'amélioration de la stabilité des agrégats de sol;
— l'augmentation de la capacité d'échange cationique, qui peut entraîner une baisse de la fréquence
d’apport d'engrais;
— l'augmentation du pH du sol;
— la fourniture au sol de nutriments supplémentaires permettant la croissance des plantes;
— la récupération du phosphore issu de l'environnement urbain et industriel;
— la fourniture d'un potentiel de séquestration du carbone dans le sol; et
— la diminution de l'utilisation des engrais minéraux et des émissions de gaz à effet de serre (GES)
liées à la production et à l’apport d’engrais minéraux.
Le présent document ne classe pas par ordre de priorité ni ne suggère de hiérarchie entre les différentes
options de valorisation, mais vise à identifier et à traiter les différents critères qui pourraient être
envisagés pour développer un programme durable d’utilisation des boues (y compris l’épandage) sur
les terres et respectueux de l'environnement. Ces critères comprennent la nature du processus de
traitement, le choix d'un site d'épandage approprié, la méthode d'épandage, la dose d'épandage et la
mise en place de mesures de protection des usages sensibles ou de distances d'isolement au niveau des
zones sensibles sur le plan environnemental et social telles que les eaux de surface et les habitations.
Le contrôle des substances indésirables, des odeurs et du risque potentiel pour la santé des personnes
et des animaux et la protection du milieu naturel représentent une partie importante de toute stratégie
de valorisation. Ceux-ci peuvent être gérés au moyen d'outils tels que le contrôle des rejets au point de
collecte, les méthodes de traitement appropriées et les restrictions en matière d'utilisation des sols.
L'application du présent document présuppose d'être informé des exigences juridiques applicables.
NORME INTERNATIONALE ISO 19698:2020(F)
Valorisation, recyclage, traitement et élimination des
boues — Utilisation bénéfique des boues d'épuration —
Utilisation sur les terres
1 Domaine d'application
Le présent document fournit des recommandations relatives aux conditions de valorisation des boues
d'épuration produites lors du traitement des effluents de stations d’épuration municipales et des boues
industrielles et des produits issus des effluents de stations d’épuration municipales (par exemple
composts, supports de culture) dans la production des cultures à vocation alimentaire et fourragère,
des cultures énergétiques, des cultures forestières et dans la réhabilitation des sites dégradés.
Le présent document s'applique aux boues d'épuration destinées à l'utilisation des boues (y compris
l’épandage) sur les terres et inclut les boues d'épuration issues du traitement des eaux usées
(municipales, industrielles et privées).
Le présent document ne s'applique pas aux boues dangereuses issues des eaux usées qui, en raison de
leur nature, de leurs propriétés physiques, chimiques ou infectieuses, sont potentiellement dangereuses
pour la santé humaine et/ou l'environnement pendant l'utilisation, la manutention, le stockage ou le
transport et qui nécessitent des techniques d'élimination spéciales destinées à éliminer ou à réduire les
dangers.
Le présent document comprend les parties suivantes:
— lignes directrices générales pour l'utilisation des boues d'épuration sur les terres et des produits qui
en sont issus;
— lignes directrices spécifiques pour l'utilisation des boues d'épuration sur les terres et des produits
qui en sont issus pour la production de cultures à vocation alimentaire et fourragère et pour la
production de cultures non alimentaires ni fourragères (par exemple horticulture, fibres pour la
biomasse, sylviculture, etc.); et
— lignes directrices spécifiques pour l'utilisation des boues d'épuration sur les terres et des produits
qui en sont issus pour d'autres types de valorisation (par exemple reconstitution de sol ou
réhabilitation de site).
2 Références normatives
Le présent document ne contient aucune référence normative.
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions 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
boues d'épuration stabilisées par traitement alcalin
boues d'épuration ou boues non toxiques qui ont subi un traitement alcalin afin d'être conformes
aux exigences spécifiques en matière de réduction des pathogènes et d'attraction des vecteurs de
transmission
3.2
traitement alcalin
processus au cours duquel des boues d'épuration ou des boues non toxiques sont mélangées à des
additifs alcalins afin d'améliorer la stabilisation des solides issus des eaux usées en augmentant le pH
des boues d'épuration jusqu'à 12 ou plus pendant une durée minimale
3.3
lot
quantité définie de matériau fabriquée ou produite dans des conditions qui sont présumées uniformes
3.4
biocénose
communauté de plantes et d'animaux intégrés dans un biotope et interdépendants
3.5
boues d'épuration
matières d'origine organique issues des effluents de stations d’épuration municipales ou des boues
industrielles et les produits qui en sont issus, sous forme solide, semi-solide, pâteuse et liquide, ainsi que
les liquides qui ont été traités afin de satisfaire aux normes, lignes directrices ou exigences spécifiques,
y compris la réduction des pathogènes, et les critères relatifs à l'attraction des vecteurs de transmission
et aux contaminants
3.6
capacité d'échange cationique
mesure de la capacité du sol à retenir les ions chargés positivement (cations)
3.7
compost
amendement organique obtenu par décomposition d'un mélange composé principalement de résidus
végétaux divers, parfois mélangés avec des matières organiques d'origine animale, et ayant une teneur
limitée en matières minérales
[SOURCE: ISO 8157:2015, 2.2.8.6]
3.8
compostage
processus biologique aérobie naturel, réalisé en conditions maîtrisées, qui transforme une matière
organique en un produit stable semblable à l'humus
Note 1 à l'article: Lors du processus de compostage, différents micro-organismes, y compris les bactéries et les
champignons, décomposent la matière organique en substances plus simples.
3.9
contaminant
substance biologique, chimique, physique ou radiologique libérée dans l'environnement par des sources
anthropiques et qui, dans des concentrations suffisantes, peut avoir une incidence néfaste sur les
organismes vivants via l'air, l'eau, le sol et/ou la nourriture
2 © ISO 2020 – Tous droits réservés
3.10
boues d'épuration déshydratées
boues d'épuration dont la teneur en eau a été réduite afin de produire des boues d'épuration pâteuses ou
solides à l'aide d'une ou plusieurs technologies, généralement par des moyens naturels ou mécaniques
Note 1 à l'article: Ces traitements amènent à produire des boues d'épuration dont les caractéristiques mécaniques
permettent un stockage en tas sur une hauteur minimale de 1 m. À titre indicatif, la teneur en matière sèche
obtenue se situe généralement dans une fourchette allant de 15 % à 40 % (masse humide).
3.11
matières inertes et impuretés
matières d'origine anthropique par opposition aux objets naturels tels que le sable, les pierres et les
fibres du bois
EXEMPLE Plastique, verre, métal, débris de petite/grande taille ou pointus.
3.12
boues industrielles
mélange d'eau et de solides séparés à partir de différents types d'eaux usées industrielles (par exemple,
usines de produits alimentaires) à l'aide de procédés naturels ou artificiels, et répondant à des normes,
lignes directrices ou exigences spécifiques, y compris la réduction des pathogènes, et les critères relatifs
à l'attraction des vecteurs de transmission et aux contaminants
3.13
minéralisation
stade final de la biodégradation de matière organique ou de substances organiques en dioxyde de
carbone, en eau et en hydrures, en oxydes ou en d'autres sels minéraux
[SOURCE: ISO 11074:2015, 3.3.19]
3.14
digestion anaérobie mésophile
conversion biologique des matières organiques en biogaz et digestats à des températures situées entre
20 °C et environ 40 °C, généralement 37 °C, avec un temps de résidence moyen de 15 à 30 jours
3.15
oligo-élément
élément, tel que le bore, le manganèse, le fer, le zinc, le cuivre, le molybdène, le cobalt et/ou le chlore, qui
est indispensable, mais en quantités relativement petites, pour la croissance de la plante
[SOURCE: ISO 8157:2015, 2.1.3.3, modifié — La Note 1 à l'article a été supprimée.]
3.16
boues d'épuration municipales
boues d'épuration produites par des stations d'épuration municipales, qui ont été traitées afin de
satisfaire aux normes, lignes directrices ou exigences légales, y compris la réduction des pathogènes et
de l'attraction des nuisibles
3.17
effluents de stations d’épuration municipales
mélange d'eau et de matière sèche non stabilisée provenant du traitement des eaux usées municipales
par des procédés naturels ou artificiels
3.18
matière organique
matière constituée de matières organiques végétales et/ou animales et de produits de leur
transformation
[SOURCE: ISO 11074:2015, 2.1.8]
3.19
composé organique
catégorie de nombreux composés chimiques dans laquelle un ou plusieurs atomes de carbone sont liés
par covalence aux atomes d'autres éléments, le plus souvent l'hydrogène, l'oxygène ou l'azote
3.20
nutriment
élément chimique qui est indispensable à la croissance des plantes
[SOURCE: ISO 8157:2015, 2.1.2]
3.21
échantillon
partie d'un produit en vrac défini, prélevée à des fins de caractérisation
[SOURCE: ISO 14488:2007, 3.8]
3.22
distance d'isolement
tampon
distance définie, parfois fondée sur une évaluation des risques, qui offre une protection aux éléments
sensibles sur le plan environnemental tels que les personnes et l'eau
3.23
effluents de stations d’épuration
mélange d'eau et de solides provenant de différents types d'eaux usées par des traitements naturels et
artificiels
3.24
rapport d'adsorption du sodium
mesure de la quantité de sodium (Na) comparée au calcium (Ca) et au magnésium (Mg) dans l'extrait
aqueux issu de la pâte de sol saturé
3.25
qualité du sol
toutes les propriétés du sol à un instant donné, positives ou négatives, eu égard à son utilisation et à ses
fonctions
[SOURCE: ISO 11074:2015, 2.1.15]
3.26
partie prenante
personne ou organisme susceptible d'affecter, d'être affecté ou de se sentir lui-même affecté par une
décision ou une activité
[SOURCE: ISO 28007-1:2015, 3.6, modifiée — La Note 1 à l'entrée a été supprimée.]
3.27
digestion anaérobie thermophile
conversion biologique de la matière organique en biogaz et en digestats, s'opérant entre 49 °C et 57 °C
3.28
carbone organique total
COT
quantité de carbone présente dans un composé organique
3.29
élément trace
élément présent en très faible concentration
4 © ISO 2020 – Tous droits réservés
3.30
vecteur
organisme vivant capable de transmettre un pathogène d'un organisme à un autre mécaniquement
(par simple transport du pathogène) ou biologiquement en jouant un rôle spécifique dans le cycle de vie
du pathogène
[SOURCE: EPA/625/R–92/013 Révisée en juillet 2003: Control of Pathogens and Vector Attraction in
Sewage Sludge]
3.31
réduction de l'attraction des vecteurs de transmission
processus de traitement qui stabilise et réduit les odeurs et autres caractéristiques des boues
d'épuration qui attirent les mouches, rongeurs et autres vecteurs de transmission potentiels
4 Bénéfices de l’utilisation des boues d'épuration sur les terres
L’utilisation des boues d'épuration sur les terres peut offrir de nombreux bénéfices, notamment:
— l'ajout de matière organique au sol, qui peut avoir un impact positif sur l'activité biologique du sol, la
porosité du sol, la masse volumique apparente du sol, la vitesse d'infiltration de l'eau dans le sol, la
stabilité des agrégats et la capacité d'échange cationique;
— l'augmentation de la matière organique dans le sol peut également entraîner une réduction de
l'érosion du sol;
— l’augmentation de la séquestration du carbone dans le sol associée à une réduction de l'apport en
engrais chimiques et des émissions de gaz à effet de serre issus de leur production (voir l'Annexe A); et
— l'utilisation responsable de macro-nutriments et oligo-éléments indispensables qui pourraient
autrement être gaspillés.
Les boues d'épuration stabilisées par traitement alcalin peuvent également représenter un amendement
économique et efficace qui permet d'augmenter le pH des sols acides.
Il convient que l'utilisation agricole des boues d'épuration passe par une évaluation globale prenant en
compte les différents facteurs permettant de garantir des effets positifs sur les cultures et les sols.
Voir l'Annexe B pour obtenir des informations complémentaires relatives aux bénéfices des boues
d'épuration.
5 Nutriments dans les boues d'épuration
5.1 Généralités
Les boues d'épuration contiennent de la matière organique et des nutriments. Voir l'Annexe C pour les
concentrations moyennes en matières organiques et en macro-nutriments dans les boues d'épuration.
5.2 Azote
5.2.1 Généralités
La production végétale exige une source continue d'azote (N), qui est un composant essentiel des
protéines qui construisent le matériel cellulaire et les tissus végétaux. Il est également nécessaire pour
d'autres fonctions de la plante.
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