Determinación DBO

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    Determinacin DBO

    Mtodo Respirometrico

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    Determinacin DBO

    Oxigeno Disuelto (Modelo y Ejemplo

    Experimental).

    Demanda Bioqumica de Oxgeno.

    Mtodos para la determinacin.

    Winkler (Wheaton).

    Respirometrico (Oxitop

    ).

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    Oxigeno Disuelto (OD)

    ciclo respiracin descomposicin

    C6H12O6+6O2 6CO2+6H20[1]

    Para investigar el efecto de esta reaccin

    en un ambiente simple

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    Oxigeno Disuelto (OD)

    1.Suponga que colocamos una pequea

    cantidad de azcar en una botella con

    agua, con una cantidad inicial deOxigeno O0.

    2.Asuma que ocurre una reaccin dedescomposicin de primer orden.

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    Oxigeno Disuelto (OD)

    gVkdt

    dgV

    1

    Donde:

    g= concentracin de glucosa [mg glucosa/L]

    k1= constante descomposicin en la botella[da-1]

    V = Volumen de Control

    [2]

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    Oxigeno Disuelto (OD)

    Resolviendo la ecuacin[2]

    Sig0= Concentracin inicial ( a t= 0)de

    glucosa [mg glucosa/L]

    Para cualquier instante se tiene:

    g = g0e-k1(t) [3]

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    Oxigeno Disuelto (OD)

    Del mismo modo un balance de masapara el Oxigeno

    gVkrdt

    doV og 1 [4]

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    Oxigeno Disuelto (OD)

    Donde

    rog= relacin estequiometrica

    oxigeno/glucosa (ver ms adelante)

    o= Concentracin inicial de [mg

    oxgeno/L]

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    Oxigeno Disuelto (OD)

    Sustituyendo [3] en [4]:

    tk

    og egVkrdt

    doV

    1

    01

    [5]

    con una cantidad inicial de

    Oxigeno O0.

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    Oxigeno Disuelto (OD)

    Resolviendo [5]:

    tkog egroo 1100

    [6]

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    Oxigeno Disuelto (OD)

    De acuerdo a [6], con una cantidad inicialde Oxigeno O0.De aqu en adelante eloxigeno cae asintticamenteaproximndose al nivel

    OO0-rogg0 [7]

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    Oxigeno Disuelto (OD)Curva e Oxigeno

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    0 10 20 30 40 50

    Tiempo (da s)

    Con

    centraciondeO

    .D.

    (mg/L) Nivel de oxigeno en la botella

    Equivalentes de Oxigeno consumidos durante

    l a descomposicion de la Gl ucosa

    C oncentrac ion final de Oxi geno

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    El agua residual no contiene

    nicamente una sola sustancia.

    Se tendra que caracterizar miles o

    millones de sustancias presentes en

    cada muestra de agua residual.

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    Introduciendo una cantidad de agua

    residual a un reactor (puede ser

    cualquier recipiente ej. un beaker)

    Se puede medir que tanto oxgeno se

    consume , a esta cantidad se le

    denomina DBO

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    Nueva variableL, [mg O/L] :materiaorgnica oxidable remanente

    expresada como equivalentes de

    oxigeno

    Balance de masa

    LVkdtdLV 1 [8]

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    La solucin de [8]

    Note que el consumo de Oxigeno,

    durante el proceso de

    descomposicin, se puede definircomo:

    tkeLL

    1

    0

    [9]

    LLy 0

    [10]

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    Sustituyendo la ecuacin [9] en la [10]

    Donde yes la DBO [mg O/L].

    L0 = materia orgnica inicial oxidable o

    como DBO ultimate (fundamental)

    tkeLy

    11

    0[11]

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    Haciendo un balance para el oxgeno

    Si el nivel inicial de oxgeno es o0,

    esta ecuacin puede resolverse para

    tk

    eLVkdt

    do

    V

    1

    01

    [12]

    tkeLoo 11

    00

    [13]

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    De acuerdo a esta ecuacin la botella,

    originalmente tiene un nivel de

    oxigeno o0 .De aqu en adelante el

    oxgeno decae exponencialmente yasintticamente a un nivel de

    OO0-L0 [14]

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    DBO ultimate (fundamental)

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    0 10 20 30 40 50

    tiempo (das)

    concentracin(mgO/L)

    DBO

    Materia Organica Oxidable

    L0

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    Mtodo Winkler

    PROCEDIMIENTO EN EL CAMPO

    Se necesitan botellas Winkler (o Wheaton) de350 ml con tapa de vidrio.

    Las botellas debern estar completamente

    limpias.Al tomar la muestra, se deber tener el

    cuidado de no contaminarla con oxgeno

    atmosfrico.

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    Mtodo Winkler

    Se deber tomar la muestra sin atrapar

    burbujas o sacudir el agua. Una perla decristal o agitador magntico se puede

    colocar a la botella para facilitar la

    mezcla de los reactivos.

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    Mtodo WinklerLlene la botella completamente con la

    muestra y coloque el tapn esmerilado

    permitiendo que el exceso se derrame;sin dejar burbujas atrapadas.

    A la botella con la muestra aada con

    cuidado 0.7 mL de una solucinconcentrada de H2SO4

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    Mtodo Winkler1.Aada 1 ml de la solucin de KMnO4

    2.Tape y sacuda bien. Un tinte suave

    violetao rosadodeber verse.3.Si no ve el tinte coloreado aada 1

    mL de la solucin de KMnO4 hasta

    que aparezca el tinte.4.Deje la muestra en reposo por 40

    minutos

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    Mtodo Winkler5.Aada 1 mL de la solucin de oxalato de

    potasio. Deje reposar hasta que desaparezca

    el color.6.Aada 1 mL de la solucin de sulfato de

    manganeso

    7.Aada 3 mL de la solucin de yoduro desodio

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    Mtodo Winkler

    8.Sacuda, un precipitado amarillo aparecer.

    Permita que se asiente y sacuda de nuevo.9.Aada 0.5 ml de la solucin concentrada de

    H2SO4, el precipitado deber desaparecer.

    Si no desaparece el precipitado, aada 0.5 mL

    adicionales del cido.

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    Mtodo Winkler

    Procedimiento en el laboratorioEl oxgeno disuelto (OD) ha sido

    sustituido por yoduro. Ya no existe

    peligro de que la muestra se contamine

    con oxgeno atmosfrico.

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    Mtodo Winkler

    Procedimiento en el laboratorio

    La muestra se puede almacenar para

    completar la determinacin de OD

    prximamente (antes de 48 horas), en

    el laboratorio.

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    Mtodo Winkler

    Procedimiento en el Laboratorio

    Tome 100 ml de la muestra y titule conuna solucin de tiosulfato de sodio.

    Usando una bureta, titule hasta que

    aparece un tinte amarillo.

  • 5/26/2018 Determinaci n DBO

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    Mtodo WinklerProcedimiento en el Laboratorio

    Aada 2 mL de una solucin de almidn.La muestra se tornar azul.

    Contine con la titulacin, hasta que la

    muestra se torne clara. Agite para

    comprobar que la muestra se mantiene

    clara.

  • 5/26/2018 Determinaci n DBO

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    Mtodo WinklerProcedimiento en el Laboratorio

    Calcule la cantidad de mililitros detiosulfato de sodio usado en la

    titulacin, esa cantidad de ml

    multiplicada por 4/5 las partes por milln

    (ppm) de oxgeno disuelto (OD) en la

    muestra.

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    Mtodo WinklerProcedimiento en el Laboratorio

    mg/l O2 (PPM) = (800 x mL tiosulfato xnormalidad del tiosulfato) / mL de

    muestra titulada

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    Mtodo RespirometricoOxitop

    Se determina primero

    la DQO, de acuerdoa este valor se

    tienen los siguientes

    volmenes demuestras

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    DQO (ppm) Volumen

    muestra (mL)

    2000 43.5

    800 97

    400 N.S.S250 164

    40 432

    Mtodo Respirometrico Oxitop

  • 5/26/2018 Determinaci n DBO

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    La DBO es aproximadamente el 80%

    de la DQO.

    DBO = 240 ppmDQO = 300 ppm

    Mas matriz orgnica menos volumen

    de la muestra, y viceversa.

  • 5/26/2018 Determinaci n DBO

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    6.5 < pH < 7.5

    Agregarcpsulas de

    KOH

  • 5/26/2018 Determinaci n DBO

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    Sustrato +O2+(organismos)H2O+CO2

    CO2+ KOH Adsorcin de gas (CO2)

    Presin inicial > Presin final

    Puede reemplazarse por NaOH

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    La botella trabaja entre 0

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

    Se leva a cero la tapa de la botella

    Con la tecla Sse leen los datosparciales y como no hay nada

    marcara F

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    Demanda Bioqumica de Oxigeno

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    Demanda Bioqumica de Oxgeno

    Si es muy grande la DQO, se deben hacer

    diluciones