Guía para la Prueba de Demanda Química de Oxígeno (DQO)

La demanda química de oxígeno (DQO) es una medición de tratamiento de residuos críticos en todo, desde sistemas municipales hasta flujos de residuos de fabricación de alimentos.

Realizar pruebas de DQO de la manera correcta es importante para determinar la eficacia del tratamiento de aguas residuales y puede ayudar a diagnosticar cualquier problema en el tratamiento. En este blog, cubriremos qué es la demanda química de oxígeno, cómo probarla y cómo obtener el mejor equipo para sus pruebas.

1. ¿Qué es el BACALAO?
2. La importancia del BACALAO
3. Cómo medir el BACALAO
4. «Entonces, ¿qué necesito para comenzar a hacer pruebas?»

¿Qué es la Demanda Química de Oxígeno?

La demanda química de oxígeno (DQO) es una medida indirecta de la cantidad de materia orgánica en una muestra. Con esta prueba, puede medir prácticamente todos los compuestos orgánicos que pueden ser digeridos por un reactivo de digestión.

La DQO contrasta con la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), que se basa en el uso de microorganismos para descomponer el material orgánico de la muestra por respiración aeróbica en el transcurso de un período de incubación establecido (generalmente cinco días).

La DBO y la DQO se correlacionan entre sí en prácticamente todas las muestras, pero la DBO siempre es inferior a la DQO, ya que la descomposición bioquímica de los productos orgánicos a menudo no es tan completa como el método químico.

Importancia de la Demanda Química de oxígeno

Como indicadores de materia orgánica en una muestra, la DBO y la DQO son fundamentales en las aguas residuales para determinar la cantidad de residuos en el agua. Los residuos con alto contenido de materia orgánica requieren tratamiento para reducir la cantidad de residuos orgánicos antes de descargarlos en las aguas receptoras.

Si las instalaciones de tratamiento de agua no reducen el contenido orgánico de las aguas residuales antes de que lleguen a las aguas naturales, los microbios en el agua receptora consumirán la materia orgánica.

Como resultado, estos microbios también consumirán el oxígeno en el agua receptora como parte de la descomposición de los desechos orgánicos. Este agotamiento de oxígeno junto con condiciones ricas en nutrientes se denomina eutrofización, una condición del agua natural que puede conducir a la muerte de la vida animal.

Las instalaciones de aguas residuales reducen la DQO y la DBO mediante el uso de estos mismos microbios en condiciones controladas. Estas instalaciones airean cámaras inyectadas con bacterias especializadas que pueden descomponer la materia orgánica en un ambiente que no daña las aguas naturales. En estas instalaciones se utiliza una reducción de la DBO como referencia para la eficacia del tratamiento.

Dado que una prueba de DBO tarda cinco días en completarse, la DQO se utiliza para monitorear el proceso de tratamiento en las operaciones diarias. La prueba de DQO tarda solo unas horas en completarse.

Si siempre se utilizara DBO, las aguas residuales tratadas tendrían que retenerse, ¡y un problema con el proceso de tratamiento no se detectaría hasta cinco días después! Esto significaría que las aguas residuales tendrían que retenerse hasta que se pudieran verificar los resultados.

Tip de Hanna: Debido a la velocidad de las pruebas, las instalaciones generalmente establecen una correlación entre DBO y DQO, y solo ejecutan DBO ocasionalmente. Sin embargo, asegúrese de consultar con su agencia reguladora local para obtener asesoramiento detallado sobre los regímenes de pruebas de DBO y DQO.

Cómo Medir la Demanda química de oxígeno

Como se mencionó anteriormente, la DQO mide la materia orgánica mediante el uso de un oxidante químico. Es fundamental que se utilice un oxidante lo suficientemente fuerte para reaccionar con prácticamente todo el material orgánico de la muestra. Históricamente, el permanganato de potasio desempeñó este papel, pero se encontró que era inconsistente en su capacidad para oxidar toda la materia orgánica en una amplia variedad de muestras de desechos.

Actualmente, la mayoría de las pruebas de DQO utilizan dicromato de potasio como oxidante. El dicromato de potasio es una sal de cromo hexavalente de color naranja brillante y es un oxidante muy fuerte. Entre el 95-100% de la materia orgánica puede ser oxidada por dicromato. Una vez que el dicromato oxida una sustancia, se convierte en una forma trivalente de cromo, que es de un color verde opaco.

La digestión se realiza en las muestras con una cantidad fija de oxidante, ácido sulfúrico y calor (150°C). Por lo general, se incluyen sales metálicas para suprimir cualquier interferencia y catalizar la digestión. La digestión suele tardar dos horas en realizarse.

Durante la digestión, es necesario tener un exceso de oxidante; esto asegura la oxidación completa de la muestra. Como resultado, es importante determinar la cantidad de oxidante en exceso. Los dos métodos más comunes para esto son la titulación y la colorimetría.

Método titrimétrico de DQO

En el método de valoración para determinar la DQO, el exceso de dicromato se hace reaccionar con un agente reductor, sulfato de amonio ferroso. A medida que el sulfato de amonio ferroso (FAS) se agrega lentamente, el exceso de dicromato se convierte en su forma trivalente.

Tan pronto como todo el exceso de dicromato reacciona, se alcanza un punto de equivalencia. Este punto significa que la cantidad de sulfato de amonio ferroso que ha agregado es igual a la cantidad de exceso de dicromato. Los indicadores de color también pueden indicar este punto final, pero el proceso puede automatizarse con un indicador potenciométrico (como un electrodo).

Después, puede calcular cuánto dicromato se destinó al material orgánico oxidante en función de cuánto agregamos inicialmente y cuánto sobró.

Método colorimétrico de DQO

También puede observar el consumo de dicromato observando el cambio en la absorbancia de la muestra. Las muestras absorben en longitudes de onda particulares debido al color del cromo trivalente (Cr3+) y el cromo hexavalente (Cr6+).

Puede cuantificar la cantidad de cromo trivalente en una muestra después de la digestión midiendo la absorbancia de la muestra a una longitud de onda de 600 nm en un fotómetro o espectrofotómetro. Alternativamente, la absorbancia de cromo hexavalente a 420 nm se puede usar para determinar la cantidad de exceso de cromo al final de la digestión para determinar los valores de DQO.

Este método es fácil y requiere solo unos pocos pasos simples.

1. Digiera sus muestras y un espacio en blanco de reactivo. (El reactivo en blanco es solo una muestra de agua desionizada que se trata de la misma manera que sus muestras reales. Incluso puede reutilizar el espacio en blanco mientras dure el lote de reactivos.)
2. Deje enfriar las muestras digeridas y en blanco.
3. Ponga a cero el instrumento utilizando el vial en blanco.
4. Leer las muestras.

¿Qué método es el mejor para mí?

Aunque ambos métodos están aprobados por la EPA, tienen sus propias ventajas y desventajas.

La titulación requiere menos equipo, ya que el único equipo que necesita es una bureta, un bloque calefactor y viales de digestión. Sin embargo, el procedimiento requiere un poco más de mano de obra. Un valorador automático puede reducir la cantidad de entrada requerida por el usuario y se puede utilizar para otras aplicaciones en aguas residuales (por ejemplo, alcalinidad, acidez volátil).

Aunque la colorimetría requiere un espectrofotómetro o fotómetro, ofrece comodidad ya que la mayoría de los fabricantes ofrecen reactivos premezclados, por lo que todo lo que necesita hacer es ejecutar sus muestras con los productos químicos de digestión y un contacto mínimo.

La colorimetría también facilita la medición, ya que todo lo que el analista necesita hacer es digerir las muestras y dejar que el instrumento haga el trabajo. Por estas razones, la colorimetría es el método más común para medir la DQO.

» Entonces, ¿qué necesito para comenzar a probar?»

Empezar a trabajar con la demanda de oxígeno químico requiere solo unas pocas piezas de equipo. Como el método más común, nos centraremos en el método colorimétrico para DQO. Estos son los conceptos básicos de lo que necesita:

Bloque calefactor

Ambos métodos para la prueba de DQO requieren el paso de digestión, por lo que un bloque calefactor para sus muestras es crucial para garantizar resultados precisos y repetibles. Para obtener los mejores resultados, busque un bloque calefactor que tenga varias temperaturas para que tenga utilidad para otras pruebas, como el fósforo total. La mayoría de los bloques de calefacción también tienen temporizadores, que son críticos para mantener los tiempos de digestión consistentes en varias tiradas.

Para mayor seguridad, busque modelos que tengan un blindaje opcional que cubra el bloque calefactor en caso de accidente.

Colorímetro o espectrofotómetro

El colorímetro o espectrofotómetro es el dispositivo que va a leer la absorbancia de las muestras después de la digestión para correlacionarla con la concentración de DQO. Ambos instrumentos se pueden usar para medir la DQO, pero los dos dispositivos son un poco diferentes entre sí.

Los colorímetros utilizan filtros para medir la luz como longitudes de onda específicas, pero los espectrofotómetros utilizan un dispositivo que permite la medición en un amplio espectro. Independientemente del instrumento que elija, busque modelos que incluyan métodos preprogramados para COD para facilitar su uso.

Reactivos

Los reactivos son uno de los componentes más importantes del sistema de pruebas de DQO. Estos productos químicos son responsables de oxidar el material orgánico. Es posible preparar reactivos internamente, pero es más fácil comprar reactivos para minimizar el contacto con cromo hexavalente y ácidos fuertes. Estos viales de BACALAO están premezclados y listos para usar. Existen varios tipos de reactivos disponibles en el mercado:

• Reactivos que cumplen con la EPA: Estos viales cumplen con el método 410.4 de la EPA y los Métodos Estándar 5220D. Estos reactivos utilizan la formulación para este método, que contiene sulfato de mercurio, dicromato de potasio y ácido sulfúrico. Elija estos viales si su trabajo requiere que informe los resultados de la DQO a una agencia reguladora que requiera metodologías de la EPA.reactivos que cumplen con la norma ISO :Se ajustan a los métodos ISO 15705:2002 con respecto a su composición. La composición de estos viales de DQO es similar a la de las normas de la EPA, por lo que también contienen mercurio.Reactivos sin mercurio :La mayoría de los viales de DQO contienen sulfato de mercurio para eliminar las interferencias de cloruro, que de otro modo crearían un valor de DQO falsamente alto. Los viales sin DQO no contienen mercurio, lo que los hace más susceptibles a las interferencias de cloruro, pero reducen en gran medida los riesgos para la seguridad y el medio ambiente de la manipulación del mercurio. Como resultado, estos reactivos son ideales para análisis de rutina donde no se esperan concentraciones de cloruro o muy bajas.

Hanna Puede Ayudar a Maximizar sus pruebas de BACALAO

Actualizar su análisis de BACALAO es más fácil que nunca. Los colorímetros y espectrofotómetros modernos tienen métodos incorporados que hacen que la transición a un nuevo instrumento sea más fácil que nunca.

Hanna Instruments está comprometida con el servicio de aguas residuales en los sectores municipal e industrial. Nuestros representantes técnicos dedicados han trabajado con instalaciones y servicios en todo Estados Unidos, y han trabajado directamente con los operadores para configurar los métodos de prueba.