La nueva Demanda biológica de oxigeno

MARCO TEORICO

Demanda biológica de oxigeno  

Los microorganismos tales como las bacterias son responsables de descomponer los desechos orgánicos. Cuando la materia orgánica está presente en un cuerpo de agua las bacterias iniciarán el proceso de descomposición de estos desechos. Cuando esto sucede, mucho del oxígeno disuelto disponible lo consumen las bacterias aeróbicas, robándole el oxígeno a otros organismos acuáticos que lo necesitan para vivir. (Gonzales,2011)

 La Demanda Biológica de Oxígeno (DBO) es una medida de oxígenos que usan los microorganismos para descomponer esta agua. Si hay una gran cantidad de desechos orgánicos en el suministro de agua, también habrá muchas bacterias presentes trabajando para descomponer este desecho. En este caso, la demanda de oxígeno será alta (debido a todas las bacterias) así que el nivel de la DBO será alta. Conforme el desecho es consumido o dispersado en el agua, los niveles de la DBO empezarán a bajar. Los nitratos y fosfatos en un cuerpo de agua pueden contribuir a los niveles altos de DBO. Los nitratos y fosfatos son nutrientes para las plantas y pueden hacer que la vida vegetal y las algas crezcan rápidamente. Cuando las plantas crecen rápidamente, también mueren rápidamente. Esto contribuye al desecho orgánico en el agua, el que luego es descompuesto por las bacterias. Esto ocasiona altos niveles de DBO. La temperatura del agua también puede contribuir a los altos niveles de DBO. Por ejemplo, el agua más tibia generalmente tendrá un nivel DBO más alto que el agua más fría. Conforme la temperatura del agua aumenta, la velocidad de la fotosíntesis que realizan las algas y otras plantas en el agua también aumenta. Cuando esto sucede, las plantas crecen más rápido y también mueren más rápido. Cuando las plantas mueren, caen al fondo donde las descomponen las bacterias. Las bacterias requieren oxígeno para este proceso de modo que la DBO es alta en este lugar. Por lo tanto, las aguas con temperaturas más altas acelerarán la descomposición bacterial y ocasionarán niveles de DBO más altos. (Ayala,2013)

Determinación DBO

Para determinar la DBO se incuba una muestra de una dilución apropiada a la misma durante un tiempo y una temperatura determinada, esta muestra de inocula previamente con un caldo nutritivo aunque depende el contenido residual que traen consigo lis microorganismos. Por ejemplo en el caso de un compuesto utilizado como la glucosa requiere 6 moleculas de oxigeno para su degradación en CO2 y agua.  

C6 H12 06 + 6O2                     6CO2 + 6H2O[pic 1]

 Test de jarras

en un cuerpo de agua existen partículas de diferentes tamaños, estas y la materia en suspensión son removidas generalmente por sedimentación y filtración.  Sin embargo las partículas coloidales no pueden ser removidas por estos medios ya que tienen tamaños que oscilan entre 1 y 100 um, lo cual hace que se requieran áreas sumamente grandes para ser sedimentadas naturalmente. Por otra parte, la filtración es poco eficiente ya que en presencia de altas concentraciones de coloides los filtros tienden a colmatarse muy rápidamente, además la superficie de los coloides tiene una carga negativa debido a reacciones superficiales, adsorción e imperfecciones de retícula, que hace que dichas partículas se repelan entre sí. Para remover esta turbidez se requiere de la floculación, dicha operación unitaria consiste en la neutralización de la carga negativa de los coloides, produciendo inicialmente monómeros metálicos, posteriormente polímeros metálicos y finalmente hidróxidos metálicos poco solubles. Estos hidróxidos metálicos forman una retícula entre si que puede ser afectada por la gravedad y finalmente llega a sedimentar. (Leal,2014)

El test de jarras determina la cantidad de coagulante que debe ser adicionado para lograr una floculación de las partículas coloidales y por ende una sedimentación química de las mismas. Durante la prueba se dan tres procesos importantes: coagulación, floculación y separación por decantación o sedimentación.  (Hernández, Tarazona, 2011)

El proceso de coagulación implica muchas reacciones de transferencia de masa. Los coagulantes cancelan las cargas eléctricas sobre la superficie del coloide permitiendo la aglomeración y la formación de flóculos. Estos flóculos inicialmente son pequeños, pero se juntan y forman aglomerados mayores capaces de sedimentar. Los principales coagulantes usado para tratamiento de aguas son el sulfato de aluminio  Al2(SO4)3 , sulfato ferroso FeSO4,  sulfato férrico Fe2(SO4)3 y cloruro férrico FeCl3. (Gilceria, Castillo, 2011 )

CUESTIONARIO

1. Mencionar por lo menos cinco tipos de coagulantes de   tipo   inorgánico   y   cinco   de   tipo   orgánico utilizados   en   los   procesos   de   coagulación   y floculación.

R/ ORGÁNICOS: Almidones, alginatos (extractos de algas), derivados de celulosa, mandioca o yuca.

INORGÁNICOS: Sales de aluminio. (Sulfatos y cloruros ferrosos y férricos, etc.), Sales (sulfatos)   y   óxidos  de calcio,   Sales   de   magnesio,   Sales   de   zinc,   Ácido sulfúrico, Fosfatos.

2. Cuáles   son   las   variables   fisicoquímicas   que   se deben   tener   en   cuenta   para   un   óptimo funcionamiento de los coagulantes en los procesos de potabilización.

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