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• Daniel García

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas

ACADEMIA DE INGENIERIA AMBIENTAL

LABORATORIO INTEGRAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Practica 5 y 6 “determinación de la demanda bioquímica de oxígeno en agua residuales (DBO5) NMX-AA-028-SCFI-2001 y determinación de oxígeno disuelto en agua residuales NMX-AA012-SCFI-2001. ”

Nombre de equipo: “Green Love” Grupo: 4IV97 Integrantes: Carrillo Díaz Itzel Danae García Salinas Sergio Daniel Pérez Negrete Diana Guadalupe Rivera Mello Mónica Georgina Fecha de realización de práctica: 26 de septiembre y 3 de octubre de 2019 Fecha de entrega: 1 de octubre de 2019

MARCO TEÓRICO. La DQO o Demanda Química de Oxígeno es la cantidad de oxígeno necesaria para oxidar toda la materia orgánica y oxidable presente en un agua residual. Es por tanto una medida representativa de la contaminación orgánica de un efluente siendo un parámetro a controlar dentro de las distintas normativas de vertidos y que nos da una idea muy real del grado de toxicidad del vertido. Existen distintas formas de disminuir la DQO como los tratamientos físico-químicos, la electrocoagulación y el ozono. La DBO o Demanda Biológica de Oxígeno es la cantidad de oxígeno que necesitan los microorganismos para degradar la materia orgánica biodegradable existente en un agua residual. Es por tanto una medida del componente orgánico que puede ser degradado mediante procesos biológicos. Se puede decir por tanto que la DBO representa la cantidad de materia orgánica biodegradable y la DQO representa tanto la materia orgánica biodegradable como la no biodegradable. La prueba de la DBO es un procedimiento experimental, tipo bioensayo, que mide el oxígeno requerido por los organismos en sus procesos metabólicos al consumir la materia orgánica presente en las aguas residuales o naturales. Las condiciones estándar del ensayo incluyen incubación en la oscuridad a 20ºC por un tiempo determinado, generalmente cinco días. Las condiciones naturales de temperatura, población biológica, movimiento del agua, luz solar y la concentración de oxígeno no pueden ser reproducidas en el laboratorio. Los resultados obtenidos deben tomar en cuenta los factores anteriores para lograr una adecuada interpretación. Las muestras de agua residual o una dilución conveniente de las mismas, se incuban por cinco días a 20ºC en la oscuridad. La disminución de la concentración de oxígeno disuelto (OD), medida por el método Winkler o una modificación del mismo, durante el periodo de incubación, produce una medida de la DBO. Los procesos aerobios se basan en microorganismos que en presencia de oxígeno transforman la materia orgánica en gases y en nueva materia celular que usan para su propio crecimiento y reproducción. Otro tipo de procesos a utilizar en la degradación de la materia orgánica son los procesos anaerobios, en este caso en ausencia total de oxígeno. Mediante estos tratamientos se obtienen gases que pueden ser aprovechados para uso energético como el metano. Sin embargo, suele ser necesario otro tipo de tratamientos físico-químicos para poder disminuir el contenido de materia orgánica no biodegradable. Dentro de estos tratamientos existe una gran variedad de posibilidades: 2

Mediante procesos de coagulación y floculación conseguimos desestabilizar las cargas orgánicas de la materia orgánica en suspensión a la vez que formamos pequeños flóculos de materia orgánica que son fácilmente filtrables o sedimentables. Los reactores de aireación ayudan a conseguir una mejor oxidación como complemento de procesos de coagulación y floculación disminuyendo DQO en algunos casos. El tratamiento con ozono es muy efectivo en la oxidación de materia orgánica. El ozono es una forma alotrópica de oxígeno que se distingue del oxígeno común en que la molécula está formada por tres átomos en vez de dos. Esto le confiere un poderoso poder oxidante por lo que resulta un tratamiento efectivo y eficaz para disminuir DQO y DBO. Para realizar el tratamiento de reducción de demanda química de oxígeno lo más apropiado es dimensionar correctamente la producción mínima necesaria de ozono así como el tiempo medio de contacto para conseguir la eliminación de DQO prevista. En función del proceso, espacio, rendimientos y otros factores la instalación puede realizarse de varias formas. Inyección del ozono mediante un difusor en tanque de contacto, mediante venturi en recirculación, etc. Hidritec realiza pruebas de pilotaje para conseguir el rendimiento óptimo de calidad y precio en instalaciones de reducción de DQO mediante un correcto planteamiento inicial del sistema con datos concretos de porcentaje de reducción de DQO. El tratamiento con ozono, en definitiva, disminuye la carga orgánica presente en el agua. elimina olor y color y produce una desinfección total de los microorganismos que puedan estar presentes. Otra alternativa para logar un buen rendimiento de disminución de DQO es el tratamiento de electrocoagulación. El proceso de electrocoagulación es muy similar a un tratamiento químico típico de coagulación pero utilizando energía eléctrica. Ambos procesos tienen por objetivo la desestabilización de los coloides contenidos en un agua y se diferencian en el modo de adición del reactivo: en coagulación convencional el reactivo se añade como sal y en electrocoagulación se genera a partir de un metal.

Reacciones en DBO

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El (DO), es el oxígeno que esta disuelto en el agua. Esto se logra por difusión del aire del entorno, la aireación del agua que ha caido sobre saltos o rápidos; y como un producto de desecho de la fotosíntesis, la fórmula de simplificada de la fotosíntesis está dada debajo:

Si el agua está demasiado caliente no habrá suficiente oxígeno el el agua. Cuando hay muchas bacterias o minerales acuáticos en el agua, forman una sobrepoblación, usando el oxígeno disuelto en grandes cantidades. 4

Los niveles de oxígeno también pueden ser reducidos a través de la sobre fertilización de las plantas por la fuga desde los campos de los fertilizantes conteniendo estos nitratos y fosfatos (son ingredientes de los fertilizantes). Bajo de estas condiciones, el número y el tamaño de las plantas acuáticas aumenta en gran cantidad. Entonces, si el agua llega a estar turbia por algunos días, la respiración de la plantas utilizaran mucho del oxígeno disuelto disponible. Cuando las plantas mueran, ellas llegaran a ser comida para bacterias, las cuales tendrán alta multiplicación y usaran grandes cantidades de oxígeno. La cantidad de oxígeno disuelto en el agua que necesita un organismo depende de la especie de éste, su estado físico, la temperatura del agua, los contaminantes presentes, y más. Consecuentemente por esto es imposible predecir con precisión el mínimo nivel de oxígeno disuelto en el agua para peces específicos y animales acuáticos. Por ejemplo, a 5oC (41oF), la trucha usa sobre 50-60 miligramos (mg) de oxígeno por hora, a 25oC (77oF), ellas deberían necesitar cinco o seis veces esa cantidad. Los peces son peces de sangre fría, por lo que ellos utilizan más oxígeno en temperaturas altas cuando su velocidad metabólica aumenta.

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OBJETIVOS. 

Medir parámetros de campo del agua residual a tratar (siempre se debe de realizar)



Determinar la cantidad de oxigeno disuelto que se tiene en una muestra residual obtenida de una escuela



Determinar la demanda bioquímica después de siete días de inoculación de una muestra de agua residual

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FORMATO DE PRESENTACION PARA RESULTADOS DEL ANALSIS DE LABORATORIO Y SU COMPARATIVO CON LA NORMATIVIDAD OFICIAL VIGENTE Razón social

ESIQIE IPN

Domicilio

Fecha:

Av. Luis Enrique Erro S/N Nueva Industrial Vallejo, 07738 Ciudad de México, CDMX

Giro generador

Educación Superior

19/09/2019

O.T.:

E1

Bitácora No.:

41

Identificación de la descarga: Z5PB

PARAMETRO FÍSICOS

Temperatura Potencial hidrógeno

QUÍMICO S

NORMA NOM-002SEMARNAT-1996

RESULTA DO

LMP

DICTAMEN

23°C

40°C

D.N

1834. µS

5 S/cm

D.N

NMX-AA

Conductividad eléctrica

NMX-AA-003-SCFI2011

Materia flotante

NMX-AA-006

Sólidos sedimentables

NMX-AA-004- SCFI2008

Sólidos totales

NMX-AA-001SEMARNART-1996

Sólidos suspendidos

NMX-AA-034-SCFI2001

Sólidos disueltos

NMX-AA-034-SCFI2001

Demanda química de oxígeno

NMX-AA

Grasas y aceites

NMX-AA 7

Nitrógeno total

NMX-AA

NA

NA

Nitrógeno Kjendahl

NMX-AA

NA

NA

Nitrógeno amoniacal

NOM-127-SSA1-1994

0.0026

0.5

En rango

8.5

5.5-10

D.N

pH

BIOLÓGI COS

NOM-002SEMARNAT-1996

Dureza total

NMX-AA

Oxígeno disuelto

NMX-AA

Demanda bioquímica de oxígeno

NMX-AA

NMP-Coliformes totales

NMX-AA

F.N. FUERA DE NORMA D.N. DENTRO DE NORMA

OBSERVACIONES: Por cuestiones de tiempo no pudo determinarse más que el nitrógeno amoniacal.

RESPONSABLE DEL LLENADO JEFE DEL LABORATORIO _________NOMBRE Y FIRMA________________NOMBRE Y FIRMA ________

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DATOS EXPERIMENTALES. [𝑀] = 0.025 𝑀𝑜𝑙/𝐿 3:1 de muestra Blanco 300 0

Agua (ml) Muestra (ml)

3% 291 9

5% 285 15

CÁLCULOS. Para calcular por el método yodométrico Titulación de la muestra a 5 % en mL 3.2 3.2 3.1

Dánae Mónica Diana

𝑂𝐷

𝑚𝑔 = (𝑀 ∗ 𝑚𝐿 𝑑𝑒 𝑇𝑖𝑜𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜 ∗ 8 ∗ 1000)/98.7 𝐿

M= molaridad de tiosulfato; 8= gramos / equivalente de oxigeno; 98.7= volumen corregido por el desplazamiento de los reactivos agregados a la botella tipo Winkler.

Para 3.2 ml de tiosulfato OD mg/L = (0.025*3.2*8*1000)/98.7= 6.48

Para 3.1 ml de tiosulfato OD mg/L = (0.025*3.1*8*1000)/98.7= 6.28

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EVIDECIA FOTOGRÁFICA

Dánae Carrillo adicionando 5% de 300 ml de muestra

Daniel Garcia preparando muestra

Mónica Rivera titulando blanco

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OBSERVACIONES.  No se determinó el blanco para esta práctica, esta acción sabemos no se puede cometer en laboratorios no académicos.  Se trabajó sólo con la muestra de 5% ya que se tuvieron complicaciones en la preparación de estas.  A los DBO7 no se les agrega nada ya que de esta manera se morirían todo lo vivo que contiene la muestra.  El sulfato manganoso fija la el oxígeno por lo que es lo primero que se le agrega a la muestra.  Se sospecha que el motivo por el cual las muestras no reaccionaron es por utilizar sulfato manganoso contaminado. COCLUSIONES. Al tratar de realizar la determinación de la DBO7 después de los siete días transcurridos, al preparar nuestra muestra para la valoración no se tuvo ningún cambio de color o de fases, esto pudimos concluir que ya no poseía oxigeno debido a que los microorganismos se lo habían terminado. La importancia de determinar la demanda bioquímica es muy alta debido a que una demanda alta en aguas residuales, podría afectar al ser descargada en un cuerpo de agua, ya que estaría consumiendo un alto valor de oxigeno disuelto en el agua, que a su vez estaría afectando la flora y fauna del cuerpo del agua. Si se ve por el lado sanitario, si hay gran materia orgánica este ayuda a que proliferen más los microorganismos patógenos, lo cual estarían mayor tiempo y así generar un mayor peligro ya que formaría un foco de infección. Un problema a considerar en esta determinación es que tarda demasiado ya que se debe esperar 5 o 7 días (respectivamente dependiendo el análisis) ya que en ese tiempo se incuban y se ve el consumo de oxígeno, pero este consumo puede continuar por mas días.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. 

Lenntech. (s.f.). Poe que es importente el oxigeno disuelto en el agua. Recuperado 29 septiembre, 2019, de https://www.lenntech.es/por-que-es-importante-el-oxigeno-disueltoen-el-agua.htm



tecnologías, P. (2019). Hidritec - Tratamiento de aguas residuales y disminución de DQO. [online] Hidritec.com. Available at: http://www.hidritec.com/hidritec/tratamiento-de-aguasresiduales-y-disminucion-de-dqo [Accessed 29 Sep. 2019].



Dr.Calderon (2019). DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGENO. [online] Drcalderonlabs.com. Available at: http://www.drcalderonlabs.com/Metodos/Analisis_De_Aguas/Determinacion_de_DBO5.htm [Accessed 29 Sep. 2019].



https://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/quimica/5_anio/biotecnologia/DBO.pdf



NMX-AA-028-SCFI-2001 “determinación de la demanda bioquímica de oxigeno en aguas naturales, residuales (DBO5) y residuales tratadas



NMX-AA-012-SCFI-2001 “determinación de oxígeno disuelto en aguas naturales, residuales y residuales tratadas

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