Dbo-y-dbq - laboratorio PDF

Preview

Summary

INFORME NO.DEMANDA BIOLOGICA DE OXIGENO (DBO) Y DEMANDA QUIMICA DEOXIGENO (DQO)Presentado por: MARIA ALEJANDRA BETANCURT GIL KAREN JULIANA BOHORQUEZ OVALLE MARIA JULIANA CANO BONILLA LAURA NATALIA ESPINOSA GRIMALDOS DEICY CAROLINA LARGO SIERRA LAURA ALEJANDRA LEON VARGASPresentado en el área de Quím...

Description

INFORME NO.6 DEMANDA BIOLOGICA DE OXIGENO (DBO) Y DEMANDA QUIMICA DE OXIGENO (DQO)

Presentado por: MARIA ALEJANDRA BETANCURT GIL KAREN JULIANA BOHORQUEZ OVALLE MARIA JULIANA CANO BONILLA LAURA NATALIA ESPINOSA GRIMALDOS DEICY CAROLINA LARGO SIERRA LAURA ALEJANDRA LEON VARGAS

Presentado en el área de Química Ambiental

Presentado a: QCO. ALVARO IVAN GUEVARA ESLAVA

UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA AMBIENTAL TUNJA 2016

INFORME NO.6 DEMANDA BIOLOGICA DE OXIGENO (DBO) Y DEMANDA QUIMICA DE OXIGENO (DQO) 1. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL:  Comprender el fundamento teórico de la prueba denominada Demanda Química de Oxigeno y su importancia como parámetro que indica el nivel de contaminación del agua. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:  Determinar la demanda química y biológica de las muestras de agua tomadas del río Jordán.  Analizar el estado o la calidad del agua del río Jordán y medir la cantidad de materia orgánica e inorgánica que posea la muestra.  Establecer la importancia de la DBO y la DBQ en las aguas residuales. . 2. MARCO TEORICO 2.1 DEMANDA BIOQUIMICA DEL OXIGENO: Se define como D.B.O. de un líquido a la cantidad de oxígeno que los microorganismos, especialmente bacterias (aerobias o anaerobias facultativas: Pseudónimas, Escherichia, Aerobacter, Bacillius), hongos y plancton, consumen durante la degradación de las sustancias orgánicas contenidas en la muestra. Se expresa en mg / l. Es un parámetro indispensable cuando se necesita determinar el estado o la calidad del agua de ríos, lagos, lagunas o efluentes. Cuanto mayor cantidad de materia orgánica contiene la muestra, más oxígeno necesitan sus microorganismos para oxidarla (degradarla). Como el proceso de descomposición varía según la temperatura, este análisis se realiza en forma estándar durante cinco días a 20 ºC; esto se indica como D.B.O5. Según las reglamentaciones, se fijan valores de D.B.O. máximo que pueden tener las aguas residuales, para poder verterlas a los ríos y otros cursos de agua. De

acuerdo a estos valores se establece, si es posible arrojarlas directamente o si deben sufrir un tratamiento previo. 2.2 APLICACIONES DE LA DBO: 

 



La demanda bioquímica de oxígeno (DBO) es una prueba usada para la determinación de los requerimientos de oxígeno para la degradación bioquímica de la materia orgánica en las aguas municipales, industriales y en general residuales; su aplicación permite calcular los efectos de las descargas de los efluentes domésticos e industriales sobre la calidad de las aguas de los cuerpos receptores. Los datos de la prueba de la DBO se utilizan en ingeniería para diseñar las plantas de tratamiento de aguas residuales. La prueba de la DBO es un procedimiento experimental, tipo bioensayo, que mide el oxígeno requerido por los organismos en sus procesos metabólicos al consumir la materia orgánica presente en las aguas residuales o naturales. Las condiciones estándar del ensayo incluyen incubación en la oscuridad a 20ºC por un tiempo determinado, generalmente cinco días. Las condiciones naturales de temperatura, población biológica, movimiento del agua, luz solar y la concentración de oxígeno no pueden ser reproducidas en el laboratorio. Los resultados obtenidos deben tomar en cuenta los factores anteriores para lograr una adecuada interpretación. Las muestras de agua residual o una dilución conveniente de las mismas, se incuban por cinco días a 20ºC en la oscuridad. La disminución de la concentración de oxígeno disuelto (OD), medida por el método Winkler o una modificación del mismo, durante el periodo de incubación, produce una medida de la DBO.

2.3 LIMITACIONES E INTERFERENCIAS DE LA DBO: 

Existen numerosos factores que afectan la prueba de la DBO, entre ellos la relación de la materia orgánica soluble a la materia orgánica suspendida, los sólidos sedimentables, los flotables, la presencia de hierro en su forma oxidada o reducida, la presencia de compuestos azufrados y las aguas no bien mezcladas. Al momento no existe una forma de corregir o ajustar los efectos de estos factores.



DBO carbonácea contra nitrogenácea. La oxidación de las formas reducidas del nitrógeno como amoniaco y nitrógeno orgánico, mediada por los microorganismos, ejercen una demanda nitrogenácea, que ha sido considerada como una interferencia en la prueba; sin embargo, esta puede ser eliminada con la adición de inhibidores químicos. Cuando se inhiba la demanda nitrogenácea de oxígeno, reportar los resultados como demanda bioquímica de oxígeno carbonácea (DBOC5); cuando no se inhiba, reportar los resultados como DBO5.



Requerimientos de dilución. Si el agua de dilución es de baja calidad, su DBO aparecerá como DBO de la muestra, efecto que será amplificado por el factor de dilución, y el resultado tendrá una desviación positiva. El método de análisis debe incluir agua de dilución de verificación y agua de dilución como blanco para establecer su calidad, mediante la medición del consumo de oxígeno con una mezcla orgánica conocida, generalmente glucosa y ácido glutámico. La fuente del agua de dilución puede ser: destilada a partir del agua de grifo, o agua libre de sustancias orgánicas biodegradables o bioinhibitorias tales como cloro o metales pesados. El agua destilada puede contener amoniaco o compuestos orgánicos volátiles; el agua desionizada también puede estar contaminada con compuestos orgánicos solubles lixiviados del lecho de la resina; el uso de destiladores con conductos o accesorios de cobre en las líneas de agua destilada pueden producir agua con cantidades excesivas de cobre, que actúa como biocida.

2.4 QUE ES LA DEMANDA QUÍMICA DE OXIGENO: La demanda química de oxígeno (DQO) es un parámetro que mide la cantidad de sustancias susceptibles de ser oxidadas por medios químicos que hay disueltas o en suspensión en una muestra líquida. Se utiliza para medir el grado de contaminación y se expresa en miligramos de oxígeno diatómico por litro (mgO2/l). Aunque este método pretende medir principalmente la concentración de materia orgánica, sufre interferencias por la presencia de sustancias inorgánicas susceptibles de ser oxidadas (sulfuros, sulfitos, yoduros...), que también se reflejan en la medida. Es un método aplicable en aguas continentales (ríos, lagos o acuíferos), aguas negras, aguas pluviales o agua de cualquier otra procedencia que pueda contener una cantidad apreciable de materia orgánica. Este ensayo es muy útil para la apreciación del funcionamiento de las estaciones depuradoras. No es aplicable, sin embargo, a las aguas potables, ya que al tener un contenido tan bajo de

materia oxidable la precisión del método no sería adecuada. En este caso se utiliza el método de oxidabilidad con permanganato potásico. La DQO varía en función de las características de las materias presentes, de sus proporciones respectivas, de sus posibilidades de oxidación y de otras variables. Es por esto que la reproductividad de los resultados y su interpretación no pueden ser satisfechas más que en condiciones de metodología de ensayo bien definida y estrictamente respetada. 2.5 APLICACIONES DE LA DQO: 







La demanda química de oxígeno (DQO) determina la cantidad de oxígeno requerido para oxidar la materia orgánica en una muestra de agua residual, bajo condiciones específicas de agente oxidante, temperatura y tiempo. Las sustancias orgánicas e inorgánicas oxidables presentes en la muestra, se oxidan mediante reflujo en solución fuertemente ácida (H2SO4) con un exceso conocido de dicromato de potasio (K2Cr2O7) en presencia de sulfato de plata (AgSO4) que actúa como agente catalizador, y de sulfato mercúrico (HgSO4) adicionado para remover la interferencia de los cloruros. Después de la digestión, el remanente de K2Cr2O7 sin reducir se titula con sulfato ferroso de amonio; se usa como indicador de punto final el complejo ferroso de ortofenantrolina (ferroina). La materia orgánica oxidable se calcula en términos de oxígeno equivalente. Para muestras de un origen específico, la DQO se puede relacionar empíricamente con la DBO, el carbono orgánico o la materia orgánica; la prueba se usa para controlar y monitorear después que se ha establecido la correlación. El método es aplicable a muestras de aguas residuales domésticas e industriales que tengan DBO superiores a 50 mg O2/L. Para concentraciones más bajas, tales como muestras de aguas superficiales, se puede usar el método modificado para bajo nivel en un intervalo entre 5 y 50 mg O2/L. Cuando la concentración de cloruro en la muestra es mayor de 2 000 mg/L, se requiere el método modificado para las aguas salinas.

2.6 LIMITACIONES E INTERFERENCIAS DE LA DQO: 

Los compuestos alifáticos volátiles de cadena lineal no se oxidan en cantidad apreciable, en parte debido a que están presentes en la fase de vapor y no entran en contacto con el líquido oxidante; tales compuestos se oxidan más efectivamente cuando se agrega Ag2SO4 como catalizador. Sin







embargo, éste reacciona con los iones cloruro, bromuro y yoduro produciendo precipitados que son oxidados parcialmente. Las dificultades causadas por la presencia de los haluros pueden superarse en buena parte, aunque no completamente, por acomplejamiento antes del proceso de reflujo con sulfato de mercurio (HgSO4), que forma el haluro mercúrico correspondiente, muy poco soluble en medio acuoso. Si bien se especifica 1 g de HgSO4 para 50 mL de muestra, se puede usar una menor cantidad cuando la concentración de cloruro sea menor de 2 000 mg/L, mientras se mantenga una relación HgSO4:Cl– de 10:1. La técnica no se debe usar para muestras que contengan más de 2 000 mg de Cl–/L; existen otros procedimientos diseñados para determinar la DQO en aguas salinas. El nitrito (NO2–) tiene una DQO de 1,1 mg de O2/mg de NO2–-N, y como las concentraciones de NO2– en aguas rara vez son mayores de 1 o 2 mg NO2–-N/L, esta interferencia es considerada insignificante y usualmente se ignora. Para evitar una interferencia significante debida al NO2–, agregar 10 mg de ácido sulfámico por cada mg de NO2–-N presente en el volumen de muestra usado; agregar la misma cantidad de ácido sulfámico al blanco de agua destilada. Las especies inorgánicas reducidas, tales como iones ferroso, sulfuro, manganoso, etc., se oxidan cuantitativamente bajo las condiciones de la prueba; para concentraciones altas de estas especies, se pueden hacer las correcciones al valor de DQO obtenido, según los cálculos estequiométricos en caso de conocer su concentración inicial 3. MATERIALES Y REACTIVOS

3.1 PRÁCTICA DBO  Botella Winkler

 Vaso de precipitado de 250 ml

 Botellón de 5 L

 Aireador de acuario

 Pipeta de 5 y 10 ml

 Probeta de 200 ml

 Incubadora

 Oxímetro

 Agua de dilución (agua destilada, buffer, nutrientes)

 Alícuota

3.2 PRÁCTICA DQO  Vaso de precipitado de 100 ml

 Pipeta de 10 ml

 Pera o pipeteador

 Vial de DQO (H2SO4, KCr2O7, Ag2SO4, HgSO4)

 Termo reactor

 Espectrofotómetro

 Agua contaminada (rio)

4. PROCEDIMIENTO 4.1 Procedimiento para la DBO  Preparación del agua diluida, en esta práctica el agua fue preparada con anterioridad.

 Separar las muestras en las botellas de winkler y realizar las respectivas disoluciones  Una vez realizadas las muestras en las botellas winkler, introducirlas a la incubadora a 20 ° C.  Después de 15 minutos sacar una muestra de la incubadora y medir la cantidad de oxígeno disuelto de la muestra con el oximetro. Hallar la DBO de esta muestra y tomarla como la DBO inicial.  Dejar la otra muestra en la incubadora durante 7 días a 20°C pasados estos siente días medir la cantidad de oxígeno disuelto y la DBO de la muestra. 4.2 Procedimiento para la DQO  Utilizar los viales respectivamente preparados y adicionar lentamente a cada vial 2ml de la muestra de agua del rio Jordán.  Agitar cuidadosamente cada uno de los vitales  Llevar por dos horas los viales al termoreactor precalentado a una temperatura de 148°c.  Finalmente leer la DQO en el espectrofometro.

5. RESULTADOS Demanda química de oxigeno OD medido en el laboratorio

 

VOLUMEN DE LA MUESTRA (ml)

DILUCIO N

MEDIDA DEL ESPECTROFOTOMETRO

1

8 => 10

1214

2

6 => 10

1291

3

4 => 10

1337

4

2 => 10

864

DQ O



Datos de DQO usados en los cálculos

EJEMPLO DE CÁLCULO DE LA LECTURA CORREGIDA LEC .CORREGIDA GRUPO 2=

339∗10 8

LEC .CORREGIDA GRUPO 2=423,7



Demanda biológica de oxigeno (7 días)

EJEMPLO DE CÁLCULO DE DBO 7: DBO7=( OD0− OD7)∗f mg ∗300 L DBO7=( 4.5−3.7 ) 1.5 DBO7=160

mg L

Tabla de resultados:.

INFOGRAFIA http://www.cricyt.edu.ar/enciclopedia/terminos/DBO.htm https://es.wikipedia.org/wiki/Demanda_biol%C3%B3gica_de_ox%C3%ADgeno https://es.wikipedia.org/wiki/Demanda_qu%C3%ADmica_de_ox%C3%ADgeno http://www.hannainst.es/blog/demanda-quimica-de-oxigeno/ http://www.kenbi.eu/kenbipedia_3.php CONCLUSIONES 





 



Los parámetros medidos de DQO siempre serán mayores que los de DBO ya que en los primeros se mide no solo la materia biodegradable sino también la no biodegradable. Los parámetros de DQO usados se encuentran en el rango de un agua poco contaminada, lo cual concuerda pues el agua de muestra fue extraída de un rio. Tanto para la medición de DBO como de DQO es recomendable realizar ensayo-error, realizando medidas con diferentes disoluciones, ya q con frecuencia los ensayos pueden fallar por falta de conocimiento de las cualidades de los microorganismos para el DBO y de la forma de medición para el DQO. Para mayor eficiencia en la toma de DBO se usa el DBO5, pues este brinda el tiempo adecuado para el desarrollo microbiano en la muestra. Los valores obtenidos en este laboratorio en cuanto a DBO se llegaron solo a dos valores de OD7 lógicos, sin embargo al realizar el cálculo de DBO se presentó un alto margen de diferencia entre ambos datos, por tanto no se realizó el promedio de estos. En cuanto a los valores de DQO medidos, estos sobrepasaban el rango del tipo de agua usada en la muestra, por tanto se optó por trabajar con valores de un laboratorio anterior, con un rango más lógico para aguas de este tipo (residuales domésticas)...