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“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación“ UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO
VILLARREAL
FACULTAD DE INGENIERÍA GEOGRÁFICA AMBIENTAL Y ECOTURISMO
PROFESORA: Ing.
INTEGRANTES:
MONTENEGRO PISFIL, JAIME.
ROLDAN MORENO, CESAR.
RUIZ MESIA, LLUNELI.
SANTIVAÑEZ ORELLANA, STEVE.
VASQUEZ RAMIREZ, JOSCELYN
TURNO: TA AULA: B4-5
2015
LABORATORIO DE CONTAMINACIÓN Y TRATAMIENTO DE AGUAS Y SUELOS
INDICE
1. INTRODUCCION............................................................................................1
2. OBJETIVO......................................................................................................2
2.1. OBJETIVO GENERAL..............................................................................2
2.2. OBEJETIVOS ESPECIFICOS..................................................................2
3. MARCO TEÓRICO.........................................................................................3
4. MATERIALES Y EQUIPOS.............................................................................6
4.1. MATERIALES...........................................................................................6
4.2. Equipos.....................................................................................................9
5. PROCEDIMIENTO........................................................................................10
6. RESULTADOS Y DISCUSION.....................................................................11
6.1. RESULTADOS.......................................................................................11
6.2. DISCUSION............................................................................................11
7. CONCLUSIONES.........................................................................................12
8. RECOMENDACIONES.................................................................................12
9. BIBLIOGRAFIA.............................................................................................13
1. INTRODUCCION
La demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) es una prueba usada para la
determinación de los requerimientos de oxígeno para la degradación bioquímica de la
materia orgánica en las aguas municipales, industriales y en general aguas residuales;
su aplicación permite calcular los efectos de las descargas de los efluentes domésticos
e industriales sobre la calidad de las aguas de los cuerpos receptores. Los datos de la
prueba de la DBO5 se utilizan en ingeniería para diseñar las plantas de tratamiento de
aguas residuales. En aguas residuales domésticas, el valor de la DBO5 representa en
promedio un 65 a 70% del total de la materia orgánica oxidable. La DBO como todo
ensayo biológico, requiere cuidado especial en su realización, así como conocimiento
de las características esenciales que deben cumplirse, con el fin de obtener valores
representativos confiables.
El ensayo supone la medida de la cantidad de oxígeno requerido por los organismos
en sus procesos metabólicos al consumir la materia orgánica presente en las aguas
residuales o naturales, por lo que es necesario garantizar que durante todo el período
del ensayo exista suficiente O.D. para ser utilizado por los organismos. Además, debe
garantizarse que se suministran las condiciones ambientales adecuadas para el
desarrollo y trabajo de los microorganismos, así que se deben proporcionar los
nutrientes necesarios para el desarrollo bacterial tales como N y P y eliminar cualquier
sustancia tóxica en la muestra. Es también necesario que exista una población de
organismos suficiente en cantidad y variedad de especies, comúnmente llamada
“simiente”, durante la realización del ensayo.
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 DBO5.
CONTAMINACIÓN Y TRATAMIENTO DE AGUAS Y SUELOS 1
2. OBJETIVO
2.1. OBJETIVO GENERAL
Determinar de DBO5 en la muestra de aguas naturales y residuales.
2.2. OBEJETIVOS ESPECIFICOS
El alumno determinará la DBO5 de diferentes tipos de agua
El alumno interpretará los resultados de la DBO5 dependiendo del
origen de la muestra, a la normatividad y el tratamiento aplicado
El alumno determinará la concentración de Oxígeno Disuelto a
diferentes tipos de muestras.
CONTAMINACIÓN Y TRATAMIENTO DE AGUAS Y SUELOS 2
3. MARCO TEÓRICO
- Demanda Química de oxigeno:
La demanda química de oxígeno, DQO, corresponde a la cantidad de oxigeno
requerida para oxidar completamente por medios químicos los compuestos
orgánicos a CO2 y H2O. En la práctica, la materia orgánica en agua es oxidada
por K2Cr2O7 bajo condiciones estrictas (en medio de ácido sulfúrico
concentrado, y a una temperatura de 160 ºC). La cantidad de oxígeno del
dicromato usado, es determinada y expresada como DQO. En aquellos casos
que la fórmula de los compuestos es conocida, la DQO puede ser derivada de
la estequiometria. Se tiene que 1 g eq. de carbohidrato ó 1 g eq. de proteína
corresponde 1 g eq. de CO2. Se debe destacar que la DQO no incluye el
oxígeno que convierte el nitrógeno reducido a nitrato. En cuanto al sulfuro
reducido (R-SH S2), sin embargo, es oxidado a sulfuro por los agentes
químicos y por consiguiente se incluye en el valor de DQO.
Una importante ventaja de este método es que cuantifica tanto la materia
orgánica disuelta como la partículada. Considerando el hecho que el
tratamiento de aguas residuales tiene que ver con la separación de ambos
tipos de materia orgánica, la DQO medida es ampliamente usada como un
parámetro cuantitativo.
- Demanda bioquímica de oxigeno
La demanda bioquímica de oxÍgeno, DBO, se define como la cantidad de
oxígeno usado por los microorganismos no fotosintéticos a una temperatura de
20ºC, para metabolizar los compuestos orgánicos degradables biológicamente.
CONTAMINACIÓN Y TRATAMIENTO DE AGUAS Y SUELOS 3
Se tiene que el nitrógeno está libre en la forma de hidróxido de amonio y es
susceptible de oxidación en presencia de oxígeno, pasando a nitrato. La
nitrificación de este compuesto es inhibida si se utiliza un inhibidor selectivo, tal
como Allylthiourea o nitrapyrin{ 2- cloro-6- tricloro metil- piridina}. Para obtener
un resultado estable y reproducible, el oxígeno consumido es medido durante
un periodo de cinco días.
Durante los primeros dos días, los microorganismos rápidamente metabolizan
los compuestos orgánicos disponibles y viables de degradar biológicamente.
Tales cinéticas son obtenidas siempre que las condiciones medioambientales
apropiadas para el ensayo estén aseguradas, tales como:
o pH neutro
o Presencia de un inoculo lo suficientemente aclimatado
o Presencia de una cantidad adecuada de nutrientes minerales
necesarios para el crecimiento microbiano (de particular
importancia son N, P, Ca, Mg, Fe, S).
o Incubación en la oscuridad.
- DBO5
La DBO5 es el parámetro más usado para medir la calidad de aguas residuales
y superficiales, determinar la cantidad de oxígeno requerido con el propósito
de estabilizar biológicamente la materia orgánica del agua, diseñar unidades de
tratamiento biológico, evaluar la eficiencia de los procesos de tratamiento y fijar
cargas orgánicas permisibles en fuentes receptoras. La ecuación de cálculo es
la siguiente:
Donde:
y5 = DBO5 estándar – mg/L
L = DBOUC – mg/L o DBO remanente pata un tiempo t – mg/L
K = Constante de velocidad de reacción de la DBO5, base natural – d-1
CONTAMINACIÓN Y TRATAMIENTO DE AGUAS Y SUELOS 4
k = Constante de velocidad de reacción de la DBO5, base decimal – d-1
Para calcula la DBO de 1 día, puede utilizarse la ecuación:
Donde:
L1 = DBO de un día – mg/L
L = DBOU – DBO última – mg/L
(Esta DBO es aproximadamente el 80% del total)
La oxidación bioquímica es un proceso lento que requiere, matemáticamente,
un tiempo infinito para su culminación. A 20 °C, valores típicos de K y k son
respectivamente 0.23 d-1 y 0.10 d-1. Otros valores típicos son los que se
presentan en la tabla 1:
Tabla N° 01: Valores típicos de k, K, L.
Fuente: Datos tomados de (Romero R., J., 2005, pág: 40)
Para determinar el valor de la constante de reacción K a una temperatura
diferente de 20°C se utiliza la siguiente ecuación; deducida de la relación
clásica de Van´t Hoff Arrhenius:
CONTAMINACIÓN Y TRATAMIENTO DE AGUAS Y SUELOS 5
Donde:
KT = Constante de reacción de la DBO para T°C – d-1
K20 = Constante de reacción de la DBO para 20°C - d-1
= 1,135 para T = 4 – 20°C
1,056 para T = 20 – 30°C
1,047 para T > 20°C
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4. MATERIALES Y EQUIPOS
4.1. MATERIALES
Fiolas
Frascos de OD
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Probeta
Embudo
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4.2. Equipos
Oximetro
Incubadora
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5. PROCEDIMIENTO
Procedimiento (Para efluentes)
1. Tomamos 20 ml de muestra y la llevamos a la fiola de 1 litro
completando con agua de dilución
2. Llenamos los frascos de OD (320ml). Para el día cero
3. Llevar el frasco rotulado (OD)5 a incubar por 5 días.
DBO5 ppm = ¿ -OD5)/fd
Donde:
OD0 = concentración de oxígeno disuelto y muestra, tiempo inicial
OD5 = concentración de oxígeno de muestras tiempo 5 días
Fd = fracción de dilución
Fd = alícuota (20ml)/ volumen total 300ml
Preparación de agua de dilución
- 1 litro de agua destilada
- 1 ml de FeCl3 cloruro férrico
- 1 ml de CaCl2 cloruro de calcio
- 1 ml de Mg(SO4) sulfato de manganeso
- 1 ml de solución amortiguadora
Mover por 10 minutos.
6. RESULTADOS Y DISCUSION
6.1.RESULTADOS
Para obtener el resultado de oxígeno disuelto (OD) de nuestra muestra
Chancay:
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1. Usando el oximetro se midó el oxígeno disuelto e la muestra en el día 0,
obteniendo como resultado 7.53 ml.
2. Después de realizada la medición se encubó el frasco por cinco días
(previamente rotulado), al cabo de los cinco días se obtuvo un resultado
de 6.69 ml.
3. Para el cálculo de DBO5 se usó la siguiente fórmula:
DBO5 (ppm)= (OD0-OD5)/fd
Entonces:
DBO5 = (7,53ml – 6,69ml)/(20ml/300ml)
DBO5 = 0,84/0,067
DBO5 = 12,54 ppm
6.2.DISCUSION
De acuerdo a los ECAs de agua tenemos:
Fuente: www.minem.gob.pe
Como observamos nuestra muestra de agua de Chancay tiene un valor de
12,54 ppm o 12,54 mg/L supera el valor que nos muestran en el cuadro, por lo
que se está afectando la calidad del agua
7. CONCLUSIONES
Se logró determinar el DB5 de las muestras escogidas en la práctica de
laboratorio, logrando una destreza en el uso del instrumento para hallar
el oxígeno de las muestras.
CONTAMINACIÓN Y TRATAMIENTO DE AGUAS Y SUELOS 11
Logramos aplicar la formulas e interpretar el resultado de las muestras.
8. RECOMENDACIONES
Como el ensayo de la DBO5 es muy importante para el análisis de
aguas residuales, se recomienda que sea realizada la validación para
este ensayo utilizando dos métodos para la determinación de oxígeno
disuelto (titulación manual y automática).
Es preferible utilizar muestras con una concentración exacta para no
tener que diluir con agua destilada y así no perder el tiempo.
CONTAMINACIÓN Y TRATAMIENTO DE AGUAS Y SUELOS 12
9. BIBLIOGRAFIA
APHA, AWWA, APLF. Métodos normalizados para análisis de aguas y
aguas residuales. 17 edition. American Public Health Association Enc.
New York 1992.
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Romero, JA. 1996. Acuiquímica. Escuela Colombiana de Ingeniería.
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residuales tratadas.- Método de Prueba
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http://www.infohoreco.es/html/files/pdf/amb/iq/358/05articulo.pdf
DÁVILA LÓPEZ, Martha Nereyda. Validación de los métodos DQO,
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de Pereira. Trabajo de Grado (Tecnóloga Química) Pereira: 2009,
Universidad Tecnológica de Pereira.Tecnología. Tecnología Química.
Rodríguez Delgado, Karla María. Biomasa del estado de Durango
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industriales. Instituto Tecnológico de Durango. Ingeniería Química, 2008
SIERRA, JORGE HUMBERTO. Análisis de Aguas y Aguas Residuales.
Universidad de Antioquia Facultad de Ingeniería, 1985.
NUTRIENTES Y GASES: OXIGENO DISUELTO. Disponible en la
página web: www.uprm.edu/biology/profs/massol/manual/p3-oxigeno.pdf
REPETO JIMENEZ, MANUEL GUILLERMO. Toxicología Fundamental 4
edición pág. 49.
Universidad Tec. Fed. Sta María, “Determinación de la relación
DQO/DBO5 en aguas residuales de comunas con población menor a
25.000 habitantes en la VIII región”; pag. 5 -7.
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