Pre informe de laboratorio DBO

Presentado por

Jessica SnchezJimena Aristizbal TrujilloSantiago HernndezCarlos Andrs Lpez

Presentado aYenny Carolina Ramrez Jimnez

UNIVERSIDAD CATLICA DE MANIZALESFACULTADIngeniera y arquitecturaManizales (Caldas)2014

DEMANDA BIOQUMICA DE OXGENODBO 5-das

Sumario de aplicaciones

1.Materiales 2.Procedimiento para medir DBO Nota: Incluye preparacin del agua de dilucin y mtodo para medir oxgeno disuelto (mtodo Yodomtrico)3.Clculos: Explicar cmo se calcula la DBO5 y el oxgeno disuelto, e incluir las ecuaciones de clculo. 4. Responder las siguientes preguntas:a.Que es DBO5, DBOUC y DBON. b.Cul es el oxgeno de saturacin que se puede presentar en el agua a la presin y temperatura de Manizales?

MaterialesMuestreo y almacenamiento Primero se debe homogenizar las muestras que contienen solidos sedimentables en una licuadora para obtener una muestra representativa. Se preserva la muestra con cido sulfrico.se hacen las diluciones iniciales en un frasco volumtrico para aguas residuales que tienen un alto contenido de DQO; esto es para reducir el error de la medida de pequeos volmenes.

Aparatos Equipo de reflujo que consiste en frascos de 50 ml o 250 ml con cuello esmerilado 24/40 y condensadores de tipo liebig, west o equivalente de chaqueta de 300 mm con cuello esmerilado 24/40

Cocinilla que produzca por lo menos 1.4 W/cm2 (9w/in^2) de superficie de calentamiento o equivalente para asegurar una ebullicin adecuada de reflujo.

Determinacin de OD Si la muestras representa 1% o ms de las ms bajas dilucin de DBO, se determina e OD en la muestra sin diluir. Esta determinacin se suele omitir en aguas residuales cuyo contenido de OD es normalmente cero. Con muestras que tienen una demanda inmediata de oxigeno se determina el OD inicial, efectuando la medida en un tiempo tal que represente el vertimiento de las aguas residuales en un cuerpo receptor. Incubacin Se incuba el agua de dilucin del testigo y las muestras por cinco das en un cuarto oscuro a 20c. Luego se determina el OD en las muestras incubadas y el testigo usando el mtodo de winkler, modificacin de la aziada o electrodo para medicin de OD. Las diluciones que muestran un OD residual de menos de 1mg/l y defeccin de menos de 2 mg/l no son dignas de confianza.

Control de aguas de dilucin

Se llena dos botellas de DBO con agua de dilucin. Se tapa y sella con agua uno de estos para incubacin. Se determina el OD antes de la incubacin en la otra botella. Se usa los resultados de OD en estas dos botellas como un chequeo preliminar en la calidad del agua de dilucin (sin inoculo). No se debe usar la deflexin obtenida como testigo de correccin; esto no debe ser ms de 0,2mg/l y preferiblemente no ms que 0.1mg/l.

Preparacin del agua de dilucin.

Tcnicas de dilucin Para obtener los consumos de OD requeridos, se hace varias diluciones que a continuacin se sugieren:0.1-1.01-5%5-25%25-100%

Se puede hacer estas diluciones en las mismas botellas de DBO, usando las cantidades adecuadas de muestras, mediante pipetas volumtricas y agua de desilusin, tomando siempre la botella de la misma dilucin por duplicado, una para la incubacin y otra para la determinacin inicial de OD. El llenado debe ser suficiente para cerrar y no permitir entrada de burbujas de aire. Se cierra hermticamente usando sello de agua y tapas especiales para evitar la evaporacin del agua del sellado y se incuba esta muestra por cinco das a 20 por cinco das a 20c

Se hace diluciones mayores a 1 a 100 mediante dilucin de las aguas residuales en frascos volumtricos antes de adicionarlos a las botellas de DBO para su dilucin final

Clculos

Mg / l DBO5 = (M0 - M5) - [(B0 - B5) * F *100 / P

Dnde:M0: O.D. de la muestra sembrada (t = 0)M5: O.D. de la muestra sembrada (t = 5)B0: O.D. del blanco (t = 0)B5: O.D. del blanco (t = 5)F: factor de correccin del agua de dilucin; F = (300 - Vol. muestra en los 300) / 300P: % de dilucin

1. Cuando el agua de dilucin no ha sido inoculada:DBO5, mg/lt = (D1-D2)/P2. Cuando el agua de dilucin ha sido inoculada:DB)5, mg/lt = {(D1-D2)-(B1-B2)*f}/PDnde:D1= OD de la muestra diluida inmediatamente despus de la preparacin, mg/L,D2= OD de la muestra diluida despus de 5 d de incubacin a 20C, mg/L,P = fraccin volumtrica decimal de la muestra empleada,B1= OD del control de semilla antes de la incubacin, mg/L (seccin 6.1.4),B2= OD del control de semilla despus de la incubacin, mg/L (seccin 6.1.4), yf= proporcin de semilla en la muestra diluida a la semilla en el control de semilla= (% de semilla en la muestra diluida)/(% de semilla en el control de semilla).*Si el material inoculante se agrega directamente a la muestra o a las botellas de control:f= (volumen de semilla en la muestra diluida)/ (volumen de semilla en el control de semilla)* Si se ha inhibido la nitrificacin, reportar los resultados como DBO5.* Los resultados obtenidos para las diferentes diluciones pueden ser promediados si se cumple con los requisitos de valores de OD residual de mnimo 1 mg/L y un consumo de OD de por lo menos 2 mg/L. Este promedio se puede hacer si no hay evidencia de toxicidad en las muestras menos diluidas o de alguna alteracin detectable.En estos clculos no se hace correccin por el OD consumido por el blanco de agua de dilucin durante la incubacin. Esta correccin no es necesaria si el agua de dilucin cumple el criterio de blanco estipulado en el procedimiento. Si el agua de dilucin no cumple este criterio, la correccin es difcil y los resultados sern cuestionables

REACTIVOSSolucin de sulfato manganoso:Disolver ya sea480 g de MnSO4 * 4H2O (sulfato manganoso tetrahidratado)400 g de MnSO4 * 2H2O (sulfato manganoso dihidratado) o364 g de MnSO4 * H2= (sulfato manganoso monohidratado)En agua destilada, filtrar y diluir a 1 L.Cuando se adicione la solucin de MnSO4 a una solucin acidificada de yoduro de potasio (KI), no debe producir color con el indicador de almidn.Reactivo lcali-yoduro.azida:Disolver500 g de NaOH (hidrxido de sodio) o 700 g de KOH (hidrxido de potasio)Y 135 g de NaI (yoduro de sodio) o 150 g de KI (yoduro de potasio)En agua destilada y diluir a 1 LAgregar 10 g de NaN3 (azida de sodio) disuelto en 40 ml de agua destilada.Las sales de potasio y de sodio pueden usarse alternadamente.Cuando se diluya y acidifique, el reactivo no debe dar color con la solucin de almidn.

Acido sulfrico H2SO4 concentrado:1 ml es equivalente aproximadamente a 3 ml del reactivo de lcali-yoduro-azida.Almidn:Emplear una solucin acuosa o mezclas de almidn en polvo soluble. Para preparar una solucin acuosaDisolver2 g de almidn soluble grado analtico0.2 de cido saliclico como preservativo, en 100 ml de agua destilada caliente.Solucin de biyodato de potasio estndar 0.0021 M:Disolver0.8124 g de KH(IO3)2 (biyodato de potasio) en agua destiladaDiluir a 1000 ml. Alternativamente utilizar 0.4459 g de KIO3 (yodato de potasio)

Tiosulfato de sodio titulante estndar:Disolver6.205 g de Na2S2O3 * 5H2O (tiosulfato de sodio pentahidratado) en agua destiladaAgregar 1.5 ml de NaOH 6N (hidrxido de sodio) o 0.4 g de NaOH slido y diluir a 1000 ml.Estandarizar con solucin de biyodato o de yodato de la siguiente manera:

Estandarizacin tiosulfato:En un Erlenmeyer disolver aproximadamente 2 g de KI (yoduro de potasio), libre de yodato, con 100 a 150 ml de agua destiladaAgregar 1 ml de H2SO4 6N (cido sulfrico) o unas pocas gotas de H2SO4 concentrado y 20.0 ml de solucin estndar de biyodato.Diluir a 200 ml y titular con tiosulfato el yodo liberadoAgregar almidn cerca al punto final de la titulacinO sea cuando se alcance un color pajizo tenue.Cuando las soluciones son equivalentes, se requieren 20.00 ml de Na2S2O3 0.025 M; de lo contrario, ajustar la concentracin del Na2S2O3 a 0025 M.

Solucin de fluoruro de potasio:Disolver 40 g de KF * 2H2O (fluoruro de potasio deshidratado) en agua destilada y diluir a 100 ml

MATERIAL. 1 matraz Winkler de 250 mL. 1 trpode. 1 pinza de bureta. 1 bureta de 50 mL. 1 pipeta de 10 mL. 3 cuentagotas. 1 probeta de 100 mL. 1 matraz erlenmeyer de 100 mL. 1 matraz aforado de 25 mL. 1 matraz aforado de 100 mL. 2 vasos de precipitado de 400 mL. 2 vaso de precipitado de 200 mL.3-4 2 frascos de plstico de 200 mL. 2 frascos opacos. 1 varilla de vidrio. 1 frasco de agua destilada. 1 pipeteador.3.2.- REACTIVOS. Sulfato de manganeso (II). Yoduro de potasio. Hidrxido de sodio. Almidn. Yoduro de mercurio. cido sulfrico.4.- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.4.1.- Proceso experimentalEl mtodo de Winkler para la determinacin del oxgeno disuelto implica el tratamiento de lamuestra con un exceso de manganeso (II), yoduro de potasio e hidrxido de sodio. El hidrxido demanganeso (II) blanco producido reacciona rpidamente con el oxgeno para formar hidrxido demanganeso (III) marrn. Posteriormente se acidifica la muestra, producindose la oxidacin delyoduro a yodo, reducindose el manganeso (III) a manganeso (II). Finalmente, se valora el yodo, equivalente al oxgeno disuelto, con disolucin patrn 0,01 N de tiosulfato sdico. Con objeto de que no se pierda muestra, o bien se introduzca aire en la misma, debern extremarse las precauciones. El frasco Winkler es el ptimo para la toma de muestra y posterior adicin de reactivos. No obstante, pueden usarse frascos corrientes de 250 ml con tapn de vidrio.Nota: la muestra debe estar libre de cualquier soluto que pueda oxidar al yoduro o reducir al yodo. Se han desarrollado numerosas modificaciones para poder aplicarse el mtodo Winkler a tales muestras.4.2.- Metodologa del proceso.

I. Preparacin de las disolucionesa) Sulfato de manganeso (II). Tomar 9 g de MnSO4$ 1 H2O en un vaso de precipitado. Aadir 6-7 mL de agua destilada y disolver. Enrasar en un matraz aforado de 25 mL con agua destilada.b) Yoduro de potasio-hidrxido de sodio. Disolver 4 g de KI en unos 5 mL de agua destilada. Aadir 6,6 mL de NaOH al 50 % p/v y diluir hasta 25 mL. PRECAUCIN: El NaOH concentrado es muy corrosivo para la piel. Usar guantes y lavar inmediatamente con abundante agua las zonas afectadas.c) Tiosulfato de sodio 0,01 N. Hervir 400 mL de agua destilada durante 5-10 minutos.Dejar enfriar y disolver en un vaso de precipitado 0,62 g de Na2S2O3$ 5 H2O. Emplear unos 100mL de agua destilada hervida. Transferir la disolucin a un matraz de 250 mL, enrasando con agua destilada hervida. La disolucin as preparada debe guardarse en un frasco de color topacio.3-4d) Indicador de almidn. Hacer una pasta mezclando 0,5 g de almidn soluble y 2,5 mg de HgI2 en unos 10 mL de agua. Verter esta suspensin en 250 mL de agua hirviendo y calentar hasta que se clarifique. Enfriar y guardar en un frasco topacio. Entre 3 y 5 mL de esta preparacin ser suficiente para la mayora de las valoraciones.II. Procedimiento1) Llenar el frasco Winkler con la muestra de agua del grifo, teniendo cuidado de evitar la exposicin al aire. Si es agua presurizada, sta se introduce mediante un tubo que llegue al fondo del frasco. Cuando el agua se desborde, sacar el tubo con cuidado y cerrar la botella, sin introducir burbujas de aire, con el tapn adecuado. Tome la temperatura al agua en el menor tiempo posible.2) Abrir y adicionar rpidamente, por debajo de la superficie (con un cuentagotas), 1 mL de disolucin de MnSO4. De la misma manera, introducir 1 mL de la disolucin de KI-NaOH (USARGUANTES).3) Tapar el frasco con cuidado de no atrapar aire y limpiarlo externamente con un papel, todo ello usando guantes. A continuacin, invertir con cuidado el frasco presionando el tapn para que no se salga. De este modo, distribuiremos uniformemente el precipitado formado.4) Una vez que el precipitado se ha sedimentado por lo menos 3 cm por debajo del tapn, aadir 1 mL de H2SO4 18 molar, tambin con un cuentagotas y por debajo de la superficie. Volver a tapar y mezclar hasta que el precipitado se disuelva.5) Tomar con una probeta 50 mL exactamente de la disolucin acidulada e introducirlos en un matraz erlenmeyer de 100 mL. Valorar rpidamente con Na2S2O3 0,01 N hasta que el color del yodo palidezca. En este momento aadir 5 mL de indicador de almidn y completar la valoracin hasta decoloracin. Anotar en este punto el volumen de tiosulfato gastado, Vts, para valorar los 50mL de muestra.6) Realizar la valoracin dos veces. Si los resultados son muy distintos, realizarla una tercera vez y desechar el valor errneo

DEMANDA BIOQUMICA DE OXGENO (DBO5)

La Demanda Bioqumica de Oxgeno es una prueba analtica que estima la cantidad de oxgeno que se requiere para oxidar la materia orgnica biodegradable presente en una muestra de agua residual, por medio de una poblacin microbiana. La informacin que se obtiene de la prueba de la DBO5 es de la materia orgnica biodegradable que se encuentra en el agua residual.La DBO5 es la prueba de laboratorio donde una muestra de agua se alimenta con bacterias y nutrientes y se hace con una incubacin a 20 C por cinco das en la oscuridad, el valor de la DBO5 se determina comparando el valor de oxgeno disuelto de una muestra tomada inmediatamente con el valor de la muestra incubada descrita anteriormente. La diferencia de los dos valores de OD representa la cantidad de oxgeno requerido para la descomposicin de material orgnico en la muestra

Demanda bioqumica de oxgeno (DBO) La demanda bioqumica de oxgeno es la cantidad de oxgeno que requieren los Microorganismo para oxidar (estabilizar) la materia orgnica biodegradable en condiciones aerobias. Cuando se refiere a la DBO necesaria para oxidar todo el material orgnico carbonceo biodegradable, se denomina demanda bioqumica ltima del oxgeno carboncea (DBOUC). En condiciones normales de laboratorio, esta demanda se cuantifica a 20 C, el ensayo estndar se realiza a cinco das de incubacin y se conoce convencionalmente como DBO, con valores numricos expresados en mg/L O2(Romero, 2004)

DEMANDA QUIMICA DE OXIGENO (DQO)La DQO es una medida de la cantidad de oxgeno consumido en la oxidacin qumica de la materia orgnica presente en una muestra de agua Para su determinacin se emplea un agente oxidante fuerte, en medio cido y con elevada temperatura, en presencia de un catalizador(sulfato de plata

DBO NITROGENADA En la descomposicin de la materia orgnica se produce material no carbonceo como el amonaco El nitrgeno amoniacal es oxidado por bacterias nitrificantes a nitrito y nitrato (ciclo del nitrgeno) Esta demanda de oxgeno se conoce como DBON

Muestras NFecha Volumen Mililitros NTitulante (m)A B MlDQOObservaciones

Tabla 3:capacidad de oxgeno disuelto al 100%(mg/L)oxgeno disuelto al 100% (mg/L)

770 mm760 mm750 mm740 mm730 mm720 mm710 mm700 mm690 mm680 mm670 mm660 mm

0C14.7614.5714.3814.1913.9913.8013.6113.4213.2313.0412.8412.65

1C14.3814.1914.0013.8213.6313.4413.2613.0712.8812.7012.5112.32

2C14.0113.8213.6413.4613.2813.1012.9212.7312.5512.3712.1912.01

3C13.6513.4713.2913.1212.9412.7612.5912.4112.2312.0511.8811.70

4C13.3113.1312.9612.7912.6112.4412.2712.1011.9211.7511.5811.40

5C12.9712.8112.6412.4712.3012.1311.9611.8011.6311.4611.2911.12

6C12.6612.4912.3312.1612.0011.8311.6711.5111.3411.1811.0110.85

7C12.3512.1912.0311.8711.7111.5511.3911.2311.0710.9110.7510.59

8C12.0511.9011.7411.5811.4311.2711.1110.9610.8010.6510.4910.33

9C11.7711.6211.4611.3111.1611.0110.8510.7010.5510.3910.2410.09

10C11.5011.3511.2011.0510.9010.7510.6010.4510.3010.1510.009.86

11C11.2411.0910.9410.8010.6510.5110.3610.2110.079.929.789.63

12C10.9810.8410.7010.5610.4110.2710.139.999.849.709.569.41

13C10.7410.6010.4610.3210.1810.049.909.779.639.499.359.21

14C10.5110.3710.2410.109.969.839.699.559.429.289.149.01

15C10.2910.1510.029.889.759.629.489.359.229.088.958.82

16C10.079.949.819.689.559.429.299.159.028.898.768.63

17C9.869.749.619.489.359.229.108.978.848.718.588.45

18C9.679.549.419.299.169.048.918.798.668.548.418.28

19C9.479.359.239.118.988.868.748.618.498.378.248.12

20C9.299.179.058.938.818.698.578.458.338.208.087.96

21C9.119.008.888.768.648.528.408.288.178.057.937.81

22C8.948.838.718.598.488.368.258.138.017.907.787.67

23C8.788.668.558.448.328.218.097.987.877.757.647.52

24C8.628.518.408.288.178.067.957.847.727.617.507.39

25C8.478.368.258.148.037.927.817.707.597.487.377.26

26C8.328.218.107.997.897.787.677.567.457.357.247.13

27C8.178.077.967.867.757.647.547.437.337.227.117.01

28C8.047.937.837.727.627.517.417.307.207.106.996.89

29C7.907.807.697.597.497.397.287.187.086.986.876.77

30C7.777.677.577.477.367.267.167.066.966.866.766.66

31C7.647.547.447.347.247.147.046.946.856.756.656.55

Tabla 4: Presin baromtrica aproximada a diferentes alturas

Elevacin (pies)Presin (mm Hg)Elevacin (pies)Presin (mm Hg)Elevacin (pies)Presin (mm Hg)

076020007084000659

25075322507024250653

50074625006954500647

75073927506894750641

100073330006835000635

125072732506775250629

150072035006715500624

175071437506655750618

capacidad de oxgeno disuelto

temperatura( c)19Cpresin (mmHg)

700660585

(X2)(X1)

19c8,618,12X= ?

(Y1)(y2)

1) (1)

2)

Bibliografa

SAWYER, C. Chemistry for Environmental Engineering. McGraw Hill Editions. Cuarta edicin. Singapur, 1994. APHA, AWWA. Standard methods for the examination of Water and Wastewaters. Edicin 17. 1989. JEWKINS, Qumica del agua. Editorial Limusa. Mxico. 1998. SIERRA, J. Anlisis de aguas y aguas residuales. Centro de publicaciones U. de A. Medelln, 1985. ROMERO, J. Acuiqumica. Escuela colombiana de Ingeniera. Bogot, 1996. PEUELA, G. Notas de Laboratorio de Qumica Sanitaria II . U. de A.RAMALHO. R. Tratamiento de Aguas Residuales . Editorial Revert. Barcelona, 1992