Date post: | 16-Oct-2015 |
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5/26/2018 Determinaci n 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.
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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.
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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
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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.
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Demanda Bioqumica de Oxigeno
6.5 < pH < 7.5
Agregarcpsulas de
KOH
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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