TÍTULO DE LA PRÁCTICA: DETERMIACIÓN DE D.Q.O Y D.B.O EN UNA MUESTRA DE AGUA

Asignatura:  Control y Tratamiento de aguas servidas e industriales. 

Grupo Nº: 4

Carrera:  Ingeniería Ambiental            

Integrantes

Nivel y paralelo: 6 TD

Toro Silvia

Fecha de práctica: 03/07/2017

Fecha presentación informe: 17/07/2017

Informe Nº: 4

TÍTULO DE LA PRÁCTICA: DETERMIACIÓN DE D.Q.O Y D.B.O EN UNA MUESTRA DE AGUA.

1. OBJETIVOS:

El objetivo de la práctica fue determinar la Demanda Química de Oxígeno y la Demanda Biológica de Oxígeno en una muestra de agua residual, al igual que el cálculo de la Demanda Biológica de Oxígeno de la misma y comparar los datos obtenidos en el laboratorio con la normativa ambiental de la ciudad de Quito.

1. INTRODUCCIÓN:

Uno de los ensayos más importantes para las aguas residuales es la DBO  esta mide la cantidad de oxígeno utilizada por los microorganismos, esencialmente bacterias (aerobias o anaerobias facultativas: Pseudomonas, Escherichia, Aerobacter, Bacillus), hongos y plancton; en la estabilización de la materia orgánica biodegradable, en un periodo de cinco días a 20 °C. La oxidación ocurre por enzimas producidas por microrganismos durante la respiración en la oscuridad (Tölle, 2012).En aguas residuales domésticas, el valor de la DBO a cinco días representa en promedio un 65 a 70% del total de la materia orgánica oxidable (Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales, 2007).

La demanda química de oxígeno (DQO) determina el oxígeno requerido para oxidar la materia orgánica en una muestra de agua residual, bajo condiciones específicas de agente oxidante, temperatura y tiempo. Es decir es la cantidad de oxígeno necesario para degradar la materia orgánica por medios químicos y convertirla en dióxido de carbono y agua. 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 sobrante 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 (RODIER, 2005).

1. METODOLOGÍA:   

• Prueba de Jarras

Se colocó en 3 vasos de precipitación 600 ml de agua residual en cada uno y se mezcló a 100RPM durante un minuto, tras esto se agregó y 5 ml de carbonato de calcio en cada vaso de precipitación y se mezcló a una velocidad de 45 RPM durante 2 minutos, posteriormente se agregó 15 ml de sulfato de aluminio en cada vaso y se mezcló a una velocidad de 45 RPM durante 4 minutos. A continuación se tomó la muestra más clarificada y se trasvaso a una probeta graduada de 350 ml con la ayuda de una pipeta, posteriormente se colocó los 350 ml en un envase ámbar y se añadió 4 reactivos,1ml de cada uno, paralelamente en otro envase ámbar con agua destilada se colocó los mismos 4 reactivos de la misma forma, 1 ml de cada uno. Después se añadió al capuchón hidróxido de sodio al 98%, por último se colocó los dos capuchones en las dos botellas que se preparó previamente y se las colocó en el encubador de DBO (BODT Track) durante 5 días a una temperatura de 18,9 °C.

• Determinación de DQO (Demanda Química de Oxígeno)

Primero se tomó una muestra de 100ml de agua residual, se procedió a homogenizar durante 30 minutos, después de 30 minutos se conectó el reactor de DQO y se precalentó a una temperatura de 150 °C. A continuación se extrajo la tapa de un tubo de reactivo para digestión de DQO  para el rango apropiado, luego se sostuvo el tubo en un ángulo de 45 °, y se colocó con la pipeta 2 ml de muestra en el frasco según el rango 0 a 15000 mg/l, después se colocó la tapa del tubo, de tal forma que quede bien ajustada. Posteriormente se enjuagó con agua desionizada la parte exterior del tubo de DQO  y se secó con una toalla de papel, después se sostuvo el tubo por la tapa y se colocó sobre una tina, se invirtió suavemente  para mezclar los contenidos y se colocó en el Reactor DQO precalentó. Se procedió a preparar un blanco repitiendo los pasos anteriores sustituyendo 2ml de agua desionizada por la muestra y se calentó los tubos durante dos horas.

• Determinación de DBO (Demanda Biológica de Oxígeno)

En primer lugar se calienta o enfría la muestra a temperaturas entre 19 y 21 °C, posteriormente se homogenizó la muestra y se escogió el tamaño correcto de la escala para el tamaño de la muestra, se midió en una probeta graduada, se agregó el contenido de un sobre con la solución tampón de nutriente a la probeta graduada y finalmente se trasfirió el contenido de la probeta graduada a la botella del BODT Track II. Se repitió los pasos anteriores para muestras adicionales.

1. RESULTADOS Y DISCUSIÓN:

La muestra de agua residual fue recogida de una industria láctea ubicada en Quitumbe.

Caracterización de muestra de agua industrial cálculo de media y varianza

1. Caracterización de la muestra de agua:

PH

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                                                                 Valor teórico= 6      [pic 8]

TURBIDEZ

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                                                Valor teórico= 340 ntu    [pic 13]

CONDUCTIVIDAD

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                                                Valor teórico= 15 us/cm     [pic 18]

1. Medición de DQO

Después de esperar 2 horas, tiempo que tomó la prueba, se midió la cantidad de oxígeno disuelto con ayuda del reactor DQO (Tabla 1):

Tabla1. Medición de DQO

1. Medición de DBO

Después de esperar 5 días, tiempo que tomó la prueba, se midió el valor de DBO el cual se obtuvo con la ayuda del encubador de DBO (Tabla 2):

Tabla2. Medición de DBO

DISCUCIÓN

Color: La muestra de agua inicialmente, presenta un color blanquecino, debido a que es un agua residual proveniente de una industria productora de quesos.

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Figura 1. Muestra de agua inicial

PH: La muestra de agua presentó un pH ácido. Al comparar este resultado con el (TULSMA, 2015), se puede notar que el criterio de calidad de fuentes de agua que para consumo humano y doméstico está en un rango de pH entre 6-9 por tanto la muestra de agua no está dentro del límite permitido. Igualmente, la muestra de agua no cumple con el criterio de calidad para el mantenimiento y preservación de la vida silvestre y acuática, ya que para ser utilizada la muestra debería tener un pH de entre 6,5-9,5. Su uso se excluye también para fines recreativos y para uso pecuario.

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Figura 2. Medición de PH

Conductividad eléctrica: La conductividad eléctrica es de 11,36  µs/cm al contrastar este valor con “La Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos” (EPA) sugiere un estándar de entre 150-500 (µs/cm) (EPA, 1994), por lo que se puede concluir que la muestra de agua se encuentra incluso más bajo de los rangos establecidos.

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Figura 3. Medición de conductividad eléctrica

Turbidez: La muestra de agua presenta una turbiedad promedio de 319,5 NTU, por tanto no cumple con los criterios de calidad de agua para el consumo humano (TULSMA, 2015), ya que implica un límite máximo de 5 NTU; esta agua no es apta ni para un uso estético ya que sobrepasa los 20 NTU; por lo tanto, se requiere un tratamiento más complejo para su uso.

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Figura 4. Medición de turbiedad

DQO: El agua residual de la muestra provenía de la industria láctea, se ha estimado que el 90% de la DQO de las aguas residuales de una industria láctea es atribuible a componentes de la leche y sólo el 10% a sustancias ajenas a la misma. Según (Escuela Organización Industrial, 2008) el agua residual de la industria láctea presenta una DQO de 210.000 mg/l, este valor es significativamente más alto que el de nuestra muestra ya que esta presentó un valor de 476 mg/l esto se debe a la adición del del carbonato de calcio y sulfato de aluminio.

DBO: Las agua residuales de la industria láctea presentan un marcado carácter orgánico y por tanto un elevado  DBO5, esto debido a la presencia de componentes de la leche, algunas de esta aguas llegan a presentar una DBO5 de 110.000 mg/l (Escuela Organización Industrial, 2008), este valor es muy superior al de la muestra analizada en el laboratorio, el DBO que se obtuvo fue de 153 mg/l, según este valor la curva de medición obtenida Figura 5. corresponde a la número 4 de la Figura. 6. Lo cual indica que la temperatura inicial de la muestra estuvo por debajo de 20 ° C o se presentó una  sobresaturación con oxígeno.

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               Figura 5. Curva de DBO obtenida                                  Figura 6. Curvas DBO

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Figura 7. Medición de DBO en el BODT Track

1. CUESTIONARIO DE INVESTIGACIÓN:

1. Compare los resultados obtenidos de su muestra con la Normativa Vigente para el Distrito Metropolitano de Quito  

Según los resultados obtenidos de la Demanda Química de Oxigeno se dio un valor de 476 mg/l el cual comparando con la normativa vigente del DMQ  (tulas libro VI Anexo 1)  este valor está dentro del límite de descarga a un sistema de alcantarillado que es de 500mg/l; y en cuanto a la Demanda Bioquímica de Oxigeno después de 5 días nos dio un resultado de 153 mg/l al compararlo con la misma norma se constata que  está dentro de este límite permisible que es de 250 mg/L (TULAS,s.f)

1. Realice el cálculo de DBO de su muestra.  

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Donde:

D1= 𝑂𝑥í𝑜𝑔𝑒𝑛𝑜 𝑑𝑖𝑠𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑𝑢𝑎𝑙 (𝑚𝑔𝑙).

D2= 𝑂𝑥í𝑜𝑔𝑒𝑛𝑜 𝑑𝑖𝑠𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑠𝑝𝑢é𝑠 𝑑𝑒 5 𝑑í(𝑚𝑔𝑙).

P= Fracción residual decimal de la muestra de agua residual usada.

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1. ¿Qué importancia tiene realizar un blanco en el DBO 5?  

El blanco sirve, fundamentalmente, para controlar la calidad del agua de dilución, a través de la medición del consumo de oxígeno con una mezcla orgánica conocida, generalmente glucosa y ácido glutámico; y la limpieza de los materiales utilizados en el procedimiento, como  las botellas de incubación (Lauber, 2008).

1. Mencione 3 industrias en las que por sus desechos de agua residual sea  necesario determinar DBO5.  

• Industria procesadora de pescado: Las aguas residuales contienen altos niveles de materia orgánica debido a la presencia de aceites y grasas, proteínas y sólidos en suspensión; también puede contener niveles altos de fosfatos y nitratos y detergentes (Pascual, 2013).

• Industrias de conservas vegetales y zumos: Los niveles de DQO y DBO5 se incrementan significativamente en  operaciones como es el escaldado y la limpieza de las instalaciones. En el escaldado el agua se carga de sustancias como azúcares almidones y productos orgánicos solubles, procedentes de frutas y hortalizas. Los detergentes y desinfectantes añaden también DQO al vertido, por lo que deben ser utilizados en dosis adecuadas (Pascual, 2013).

• Industria Láctea: Las aguas residuales generadas en la industria láctea presentan una contaminación principalmente de carácter orgánico (DQO y DBO elevadas), con una elevada concentración de grasas y también de nitrógeno y fósforo. Aunque la DBO5 media puede estar en torno a 3.000-4.000 mg O2/L, los vertidos muestran una elevada variabilidad, tanto en caudal como en composición (Condorchem, 2015).

1. CONCLUSIONES:

•Determinando los DQO y DBO se pudo observar que la muestra tenía valores fuera de la norma por lo cual se le debe hacer un tratamiento para mejorar estos parámetros.

•De acuerdo con la normativa los resultados obtenidos no cumplen por lo cual esta agua no es apta para el consumo humano según los parámetros del distrito metropolitano de Quito.

1. RECOMENDACIONES:

• Se debe eliminar toda la luz para evitar la posibilidad de producción fotosintética de OD, y asegurar que no haya una fuente externa de oxígeno que altere el resultado.
• En el ensayo de DBO, debe asegurarse la disponibilidad de nutrientes y oxígeno durante el período de incubación, ya que puede consumirse la cantidad de oxígeno antes de los 5 días y producir resultados erróneos.
• Usar debidamente los equipos de protección en el laboratorio: gafas de seguridad, mandil, guantes de nitrilo, mascarilla, etc.
• Se recomienda tener la mayor precisión posible al añadir los reactivos, ya que puede inferir en los resultados.
• Se debe enfriar el tubo de reactivo para digestión de DQO, ya que puede incurrir en daños a los equipos de medición.

BIBLIOGRAFÍA:

• Condorchem. (2015). Recuperado el 12 de julio de 2017, de http://blog.condorchem.com/tratamiento-de-aguas-residuales.pdf
• EPA. (1994). Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos. Recuperado el 14 de julio de 2017, de Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos: https://espanol.epa.gov/espanol/agua#agua
• Escuela Organización Industrial. (2008). Master Profesional en Ingeniería y Gestión Medio Ambiental. Recuperado el 13 de julio de 2017, de LOS VERTIDOS DEL SECTOR LÁCTEO.: http://api.eoi.es/api_v1_dev.php/fedora/asset/eoi:48159/componente48157.pdf
• Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales. (2007). Recuperado el 12 de julio de 2017, de http://www.ideam.gov.co/documents/14691/3815.pdf
• Lauber, F. (2008). Recuperado el 13 de julio de 2017, de http://www.ambientalex.info/guias/manual_proc_2008UY_DBO5.pdf
• Pascual, A. (2013). Recuperado el 12 de julio de 2017, de https://www.ainia.es/html/sites/09/portalasociado/curso_depuradoras.pdf
• RODIER, J. (2005). Recuperado el 21 de enero de 2017, de http://www.drcalderonlabs.com/Metodos/Analisis_De_Aguas/Determinacion_de_DQO.htm
• Tölle, J. (2012). Recuperado el 12 de julio de 2017, de http://www.sedapal.com.pe:93/provma/charlas14/ECOCIENCIA.pdf

• TULAS Libro VI Anexo 1 (s.f). Recurso Agua. Recuperado el 14 de julio del 2017 de https://www.google.com.ec/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&ved=0ahUKEwjJ58O=rja

• TULSMA. (04 de mayo de 2015). Ministerio del Ambiente. Recuperado el 13 de julio de 2017, de Ministerio del Ambiente: http://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/10617/1/UPS-QT08465.pdf