DETERMINACIÓN DE LA DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO "DQO" EN AGUAS POR MEDIO DE DISGESTIÓN ÁCIDA CON REFLUJO ABIERTO Y VALORACIÓN POR TITULACIÓN DE "FAS". DETERMINACIÓN DE OXIGENO DISUELTO Y PRUEBA DE TEST DE JARRAS.

DETERMINACIÓN DE LA DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO “DQO” EN AGUAS POR MEDIO DE DISGESTIÓN ÁCIDA CON REFLUJO ABUIERTO Y VALORACIÓN POR TITULACIÓN DE “FAS”. DETERMINACIÓN DE OXIGENO DISUELTO Y PRUEBA DE TEST DE JARRAS.

Daniela Rojas1

Daniela Saavedra2

Erika Suarez3

Resumen:

La calidad del agua se puede determinar aplicando una serie de métodos entre ellos, el método de reflujo abierto y el método Winkler que permiten identificar la cantidad de DQO (demanda química de oxigeno) y OD (oxigeno disuelto) presente en una muestra de agua. El conocimiento de estos dos parámetros permite establecer la calidad del agua y de esta manera construir estrategias de control. Además de reconocer la calidad del agua, se lleva a cabo la prueba de jarras que permite remover el material disuelto mediante coagulación-floculación, en este caso, por medio de este procedimiento se busca encontrar el mejor coagulante, adicionando cloruro férrico, alumina y un polímero orgánico en la jarra correspondiente.

Palabras clave:

Determinación de DQO, OD, método de jarras, coagulación, floculación, titulación por retroceso.

Abstract:

Water quality can be determined using a number of methods including open reflux method and the Winkler method to identify the amount of COD (chemical oxygen demand) and DO (dissolved oxygen) present in a water sample. Knowledge of these parameters allows for water quality and thus build control strategies. In addition to recognizing the quality of water, is conducted jar testing to facilitate stirring and dissolved material by coagulation-flocculation, in this case, by means of this process seeks to find the best coagulant, adding ferric chloride, aluminum hydroxide and a organic polymer in the corresponding pot.

Key words:

Determination of COD, DO, Steins method, coagulation, flocculation, back-titration.

Introducción

El presente informe se realiza referente al tema de determinación química y biológica de oxígeno en una muestra de agua residual, resultado y análisis de las mismos.

Esta prueba nos permite determinar la presencia relativa de múltiples compuestos y en consecuencia una medida de la carga contaminante de la misma.

El método empleado para la determinación de DQO fue volumétrico, el cual se desarrolló con la medición de volúmenes y la utilización detitulantes. Mientras que para el DBO se realizó dilución e incubación. La demanda química de oxigeno equivale a la cantidad de oxigeno requerido para oxidar la materia orgánica bajo unas condiciones especificas

Objetivos:

• Identificar las principales variables que se encuentran en la determinación analítica de la DQO, oxígeno disuelto y teste de jarras, en muestras de agua de diferente origen

• Cualificar y cuantificar la presencia de DQO, oxígeno disuelto en muestras de aguas

• Aplicar los conceptos de reacciones redox y estequiometria en los análisis realizados en la practica

• Establecer las diferencias y semejanzas en la aplicación de diferentes coagulantes como prueba piloto en procesos de potabilización de aguas.

• Aplica los criterios de tratabilidad de acuerdo a los resultados encontrados en las pruebas de los coagulantes y de los parámetros de calidad del agua medios antes y después de la prueba de Jarras.

Marco teórico:

DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO (DQO)

La Demanda Química de Oxígeno (DQO) se define como cualquier sustancia tanto orgánica como inorgánica susceptible de ser oxidada, mediante un oxidante fuerte. La cantidad de oxidante consumida se expresa en términos de su equivalencia en oxígeno. DQO se expresa en mg/L O2 y se obtiene al oxidar el residuo con un oxidante químico. Se oxidan casi todos los compuestos orgánicos a CO2 y H2O. La reacción se lleva a cabo en más del 95%. Debido a sus propiedades químicas únicas, el ión dicromato (Cr2O72-) es el oxidante especificado en la mayoría de los casos. En estos test, el Cr2O72- se reduce a ión crómico (Cr3+).

Tanto los constituyentes orgánicos como inorgánicos de la muestra están sujetos a oxidación. Sin embargo, el componente orgánico predomina y es de mayor interés. El DQO es un test definido, tanto el tiempo de digestión como la fuerza del reactivo y la concentración DQO de la muestra afectan al grado de oxidación de la misma.

El método DQO se usa a menudo para medir los contaminantes en las aguas naturales y residuales y para evaluar la fuerza de desechos tales como aguas residuales municipales e industriales. Éste método se usa también en aplicaciones de centrales eléctricas, industria química, industria papelera, lavanderías, estudios medioambientales y educación general. En las plantas potabilizadoras de agua, los valores DQO deberán ser inferiores a 10 mg/l O2 al final del ciclo de tratamiento.

En la actualidad, existen normas que regulan los niveles de concentración de los diferentes parámetros de la calidad del agua, dependiendo del tipo y destino del agua. Estos se resumen en normativas como:

Resolución Numero (0792) de 2009: La cual exige una concentración de DQO de 45 mg/l y aclara que por el método de reflujo es posible la oxidación completa de compuestos como azucares, cadenas alifáticas lineales y anillos bencénicos sustituidos utilizando sulfato de plata como catalizador, sin embargo, compuestos orgánicos como BTEX y piridinas no pueden ser oxidados por este método.

Es por esto, que para efectos prácticos, puede asumirse que para la gran mayoría de las muestras la oxidación de materia orgánica bajo estas condiciones alcanza una extensión de por lo menos 95% en relación con el total de materia orgánica existente en la muestra.

Decreto 1575 de 2007: El cual establece el sistema para la protección y control de calidad del agua para consumo humano.

Decreto 1594 de 1984: Por el cual se reglamenta el uso del agua por parte de industrias y sus residuos líquidos.

Resolución 3956 de 2009: Por la cual se establece la norma técnica, para el control y manejo, de los vertimientos realizados al recurso hídrico en el Distrito Capital.

Resolución 3957 de 2009: Por la cual se establece la norma técnica, para el control y manejo, de los vertimientos realizados a la red de alcantarillado público en el Distrito Capital.

Los altos valores de DQO son un indicador de que la muestra tiene un alto contenido de materia orgánica, es decir que está altamente contaminada y por lo tanto no es apta para el consumo humano. Por otro lado, cuando se obtienen valores bajos de DQO, se determina que la muestra analizada tiene bajos niveles de contaminación.

A menudo se mide la DQO como un rápido indicador de contaminantes orgánicos en el agua. Normalmente se mide tanto en plantas depuradoras de aguas municipales como industriales y sirve como indicador de la eficiencia del proceso de tratamiento. La DQO se mide en el agua de entrada y en la de salida. La eficiencia del proceso de tratamiento se expresa normalmente como DQO eliminada, en porcentaje de materia oxidable purificada durante el ciclo.

El test de DQO se combina normalmente con otros test importantes para corroborar la efectividad de la planta de tratamiento.

Las aguas no contaminadas tienen valores de DQO de 1 a 5 ppm. Las aguas residuales domésticas están entre 260 y 600 ppm.

Métodos

La DQO puede medirse mediante el método titramétrico de reflujo abierto (método macro) y el método colorimétrico de reflujo cerrado (método micro), métodos estándar 5520 C. y 5520 D. respectivamente.

En la titración una muestra es retenida en una solución fuertemente ácida con un exceso conocido de dicromato de potasio (K2Cr2O7). Tras la digestión el K2Cr2O7 sin reducir restante, es titrado con sulfato de amonio ferroso para determinar la cantidad de K2Cr2O7 consumida y la materia oxidable se calcula en términos de equivalente en oxígeno. Este procedimiento es aplicable a los valores DQO entre 40 y 400 mg/l. Se pueden obtener valores DQO más altos mediante una cuidadosa dilución o utilizando concentraciones más altas de Solución de digestión de dicromato (Método Estándar 5520 C.).

En el método colorimétrico, cuando una muestra es digerida, el material DQO en esa muestra se oxida por el ión dicromato. Como resultado, el Cromo pasa de estado hexavalente (VI) a trivalente (III). Ambas especies de Cromo exhiben un color y absorben luz en la región visible del espectro. En la región 400 nm el ión dicromato (Cr2O72-) absorbe mucha luz mientras que el ión crómico (Cr3+) absorbe mucho menos. En la región 600 nm es el ión crómico el que absorbe mucho y el ión dicromato tiene una absorción prácticamente nula. (Método Estándar 5220 D.)

Este método cubre los rangos de 0 a 15000 mg/l O2:

1) 0-150 mg/l aprox. 420 nm

2) 0-1000 (1500) mg/l aprox. 600 nm

3) 0-15000 mg/l aprox. 600 nm

La Agencia Norteamericana de Protección del Medio Ambiente especifica que el único método de medición aceptable para DQO es el método colorimétrico de dicromato. Las ventajas de

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