UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC UNIVERSIDAD DEPARTAMENTO DE CIVIL Y AMBIENTAL
BIODEGRADABILIDAD DE DESECHOS BIODEGRADABILIDAD LÍQUIDOS Fragner Sánchez Br Brown. own. Laboratorio de Tratamiento Tratamiento de Aguas Aguas Residuales, Grupo AD, Programa de Ingeniería Ingeniería Ambiental, Ambiental, Universidad de la Costa CUC
[email protected] [email protected] .co Ximena del Carmen Gastelbondo Gastelbondo Lubo RESUMEN En esta experiencia de laboratorio Determinaremos la biodegradabilidad de un agua residual. La cual analizaremos la relación DBO5- DQO para muestras con distintos grados de concentración, analizando los datos arrojando como resultado 27,16, 11,79 y 36,38% sobrepasando los valores establecidos en la tabla de biodegrabilidad siendo de carácter muy biodegradables, teniendo en cuenta los datos de DBO y la cantidad de agua que se utilizó para cada una de las muestras, correcto afirmar que, una muestra con mayor cantidad de agua, contendrá mayor cantidad de materia orgánicaes y por ende necesitara másenoxígeno para biodegradarse
Palabras claves:
DBO5, DQO, BIODEGRADACIÓN. BIODEGRADACIÓN. ABSTRACT
In this laboratory experience, we will determine the biodegradability of a residual water. Which we will analyze the BOD5-COD ratio for samples with different degrees of concentration, analyzing the data yielding as a result 27.16, 11.79 and 36.38%, exceeding the values established in the biodegradability table, being highly biodegradable, having taking into account the BOD data and the amount of water used for each of the samples, it is correct to affirm that, in a sample with a greater amount of water, it will contain a greater amount of organic matter and therefore need more oxygen to biodegrade Keywords:
DBO5, DQO, BIODEGRADATION.
1.
INTRODUCCIÓN
biodegradable, al producto o sustancia que puede
Se conoce la biodegradabil biodegradabilidad idad como la capacida capacidad d que
descomponerse en sus elementos químicos constituyentes
tiene un residuo para ser depurado por medio de procesos
bajo condiciones ambientales o naturales, por acción de agente age ntess
biológicos.[ CITAT relación CITATIO ION N car17 car172 2 \l 2058 2058 ] La relación DBO/DQO DBO /DQO nos info informa rma esta posib posibilida ilidad. d. Se consi considera dera
bioló biológic gicos os
com como o
mic microo roorga rganis nismos mos,,
pla planta ntas, s,
hongos o animales. Por otro lado, a las sustancias que no son biodegradables bajo condiciones ambientales, se les
conoce con oce
como como
sustan sustancia ciass
recalc recalcitr itrant antes. es.[
CITA CITATI TION ON proteínas). La descomposición puede llevarse a cabo en presencia de oxigeno (aeróbica) o en su ausencia
ang151 \l 2058 ]
(anaeróbica). La primera es más completa y libera energía,
la característica de algunas sustancias químicas de poder
dióxido de carbono y agua, es la de mayor rendimiento
ser utilizadas como sustrato por microorganismos, que las
energéti ener gético. co. Los proc procesos esos anae anaeróbic róbicos os son oxidacione oxidacioness emplean para producir energía (por respiración celular) y crear otras sustancias como aminoácidos, nuevos tejidos y
incompletas y liberan menor energía.[ CITATION Lau15 \l
nuevos organismos. Puede emplearse en la eliminación de
2058 ].
cierto ciertoss contam contamina inante ntess com como o los desech desechos os org orgáni ánicos cos
Demanda biológica de oxígeno (DBO5)
urbano urb anos, s, pap papel, el, hidro hidrocar carbur buros, os, etc. etc. No obstan obstante, te, en vertid ver tidos os que presen presenten ten mat mater eria ia biodeg biodegrad radabl ablee est estos os
El valor DBO5 indica indica la canti cantidad dad de oxígen oxígeno o que las
tratamientos pueden no ser efectivos si nos encontramos
bacterias y otros otros seres vivos minú minúsculos sculos consumen dur durante ante
con otras sustancias como metales pesados, o si el medio
5 días a una temperatura de 20°C en una muestra de agua
tiene un pH extremo. En estos casos se hace necesario un
para la degradación aeróbica de las sustancias contenidas
tratamiento previo que deje el vertido en unas condiciones
en el agua. El valor DBO es pues una medida indirecta de
en la que las bacterias puedan realizar su función a una
la suma de todas las sustancias orgánicas biodegradables
velocidad aceptable.[ CITATION uni131 \l 2058 ]
del agua. El valor DBO indica la cantidad de oxígeno di disu suel elto to (mg/ (mg/l) l) qu quee se re requ quie iere re du dura rant ntee un tiem tiempo po de dete term rmin inad ado o
2.
pa para ra la de degr grad adac ació ión n
biol biológ ógic icaa de las las
sustancias orgánicas contenidas en el agua residual. Este
MARCO TEÓRICO
valor es un parámetro importante para valorar el grado de carga carga que el agu aguaa re resid sidual ual repre represen senta ta par paraa el medio medio
Biodegradación
ambiente (cauce receptor). [ CITATION her16 \l 2058 ]. Es el resultado de los procesos de digestión, asimilación y
La Demanda Química de Oxígeno (DQO)
metabolización de un compuesto orgánico llevado a cabo por bacterias, hongos, protozoos y otros organismos. En principio, todo compuesto sintetizado biológicamente
determina la cantidad de oxígeno requerido para oxidar la
puede ser descompuesto biológicamente biológicamente.. Sin embargo,
materia orgánica en una muestra de agua, bajo condiciones
muchos compuestos biológicos (lignina, celulosa, etc.) son
específicas de agente oxidante, temperatura y tiempo, La
difícilmente degradados por los microorganismos debido a
Demanda Química de Oxígeno también es conocida por la
sus caracter característic ísticas as quím químicas icas.. La biode biodegrada gradación ción es un
cantidad de oxígeno necesaria para oxidar toda la materia
proceso natural, ventajosa no sólo por permitir la
orgánica y oxidable presente en un agua residual. Es por
elim el imin inac ació ión n
impi impidi dien endo do su
tanto tanto una medida medida re repre presen sentat tativa iva de la contam contamina inació ción n
concentración, sino que además es indispensable para el
orgánica de un efluente siendo un parámetro a controlar
reciclaje de los elementos en la biosfera, permitiendo la
dentro de las distintas normativas de vertidos y que nos da
resti restituc tución ión de ele elemen mentos tos esenci esenciale aless en la for formac mación ión y crecimie crec imiento nto de los orga organismo nismoss (car (carbohidr bohidratos, atos, lípidos, lípidos,
una idea muy real del grado grado de toxici toxicidad dad del vertido. vertido. Existen distintas formas de disminuir la DQO como los
de co comp mpue uest stos os noci nocivo voss
2
tratamie trat amientos ntos físi físico-qu co-químic ímicos, os, la elec electroc trocoagul oagulación ación y el
(ml)
ozono.[ CITATION HIN15 \l 2058 ]
METODOLOGIA Se utiliz utilizó ó un
aguas aguas resi residua duales les dom domést éstica icas, s, aagua guass
residuales productos de lavandería, lixiviados de residuo sól óliido doss
y
agua guas
resid sidua ualles
conta ontam min inaada dass
con
0 - 40
432
1
0 - 80
365
2
0 - 200
250
5
0 - 400
164
10
0 – 800
97
20
0 - 2000
43.5
50
hidrocarburos.
DQO
b.
Colocamos la barra magnética magnética en cada botella
c.
Insert Insertamo amoss la celda celda de de caucho caucho en en la boca boca de cada cada botella y coloque 5 perlas perlas de hidróxido de sodio a
Para la determinación de la DQO, se virteron en
cada uno.
un tu tubo bo de ensayo ensayo co con n tapa tapa 2, 2,5 5 ml de ag agua ua residual, 1.5 ml de solución digestora en este caso
d.
dicromato de potasio y 3,5 ml de ácido sulfúrico
Enr nros osccam amos os el cab abeezote ote y pres presio ione ne los los dos botones (s) y (m) simultáneamente simultáneamente hasta que aparezca ceros (00).
Se int introd roduje ujeron ron los tubos tubos de ensayo ensayo al termo termo e.
reactor durante 120 minutos a una temperatura de
día quinto. (5)
150°C.
Regis Registra tramos mos llos os va valor lores es de D DBO BO cada cada día día hasta hasta eell
Pasadas las dos horas esperamos que repose la muestra introduciéndola en agua para acelerar su proceso de enfriamiento, enfriamiento,
3.
Se le agrego 4 gotas de ferroina y se titula con
ANÁLISIS Y DISCUSIONES
SAF. la metería orgánica orgánica que se encu encuentra entra suspendida suspendida en el DBO a.
agua, es un factor muy importante en la caracterización del To Toma mamo moss 6 bo bote tell llas as de dell oxit oxitop op y ll llén énel elas as con
agua, agu a, esta esta nos per permit mitee conoce conocerr que tanta tanta can cantid tidad ad de
volúmenes de muestra según la siguiente tabla:
materia orgánica tiene un cuerpo de agua y a su vez que tan contaminada esta. La DQO es la cantidad de oxigeno requ re quer erid ido o (a (age gent ntee ox oxid idan ante te)) para para ox oxid idar ar la mate materi riaa
DBO DB O
má máxi xima ma
Volumen
de
Factor
orgánica en una muestra de agua y la DBO es la cantidad
de
de oxigen oxigeno o necesa necesario rio para para que los microo microorga rganis nismos mos esperada (mg/l)
Muestra
multiplicación
degrad deg raden en esa mat materi eriaa org orgáni ánica. ca. A pesar pesar de que amb ambos os
3
b.
métodos sirven para lo mismo, la DQO tiene un proceso
Multiplique la relación (DBO5/DQO) (DBO5/DQO) X
más rápido y es un poco más costoso, mientras que la
100%
DBO es un poco más lento y menos costoso (un periodo
Relación 1: 2,80 x 100%= 2,80%
de cinco días), cabe destacar que el método de la DQO es
Relación 2: 6,36 x 100%=6,36%
más efectivo ya que se puede realizar en un tiempo más
Relación 3: 2,75 x 100%=2,75%
co cort rto o y ar arro roja ja de ma mane nera ra má máss ex exac acta ta un re resu sult ltad ado. o.
[ CITATION ang151 \l 2058 ]
c.
De Dete term rmin inee la biod biodeg egra rabi bili lida dad d de dell de dese sech cho o líqu líquid ido o
Realizand Real izando o los cálculos se analizar analizaron on la preg pregunta unta A la
las tres muestras analizadas el resultado arrojado fue que
relación DBO5/DQO. esta relación determina el grado el
es muy biodegradable ya que los valores de la relación
grado de biodegradabilidad de la muestra de agua, con las
DBO5/DQO dieron mayores a 0.8 teniendo en cuenta que
muestras dependiendo de la relación se determinó su grado
el proceso de la biodegrabilidad tiene la capacidad que
donde sus valores fueron
alguna algunass sustan sustancia ciass y mat materi eriale aless org orgáni ánicos cos tie tienda ndan n a descompon desc omponerse erse en sustanci sustancias as más sencillas sencillas debi debido do a la
1 relación 2,80.
actividad enzimática de microorganism microorganismos, os,
2 relación 6,36 3 relación 2,75
d.
¿Qué con consecuencias ias tie tiene es estte co con ncepto par para el
tratamiento de las aguas residuales?
Reali Realizan zando do los cál cálcul culos os se ana analiz lizar aron on la pre pregun gunta ta B
Respuesta:
relación rela ción (DBO (DBO5/DQ 5/DQO), O), los datos obtenidos obtenidos para agua aguass residual 2,80% - 6,36% a 2,75% se puede afirmar que este
La mal malaa ges gestió tión n de estas estas agu aguas as res residu iduale ales, s, tie tienen nen un
efluente eflu ente es naturale naturaleza za muy biodegrada biodegradable ble porq porque ue cada
impacto muy negativo sobre la salud, la desnutrición y el
relación es mayor a 0,8.
medio medi o ambie ambiente. nte. Cada año 1.800 millones millones de pers personas onas
4.
CUESTIONARIO
están en riesgo de contraer enfermedades como diarrea, có cóle lera ra,, dise disent nter ería ía o po poli lio, o, po porr el co cons nsum umo o de ag agua uass
a.
Calcule la la rreelación DB DBO5/DQO
contaminadas por excrementos. (accion contra el hambre , 2018)El tratamiento del agua residual, se realiza para que
relacion 1 =
76 27,16
las condiciones o características del agua sean modificadas
=2,80
de tal manera que cumpla con la normatividad vigente para poder realizar algún tipo de vertimiento a un cuerpo
relacion 2= relacion 3=
75 11,79 100 36,38
de agua pero la materia orgánica es uno de los parámetros
=6,36
que tiene que ser biodegradada en cierta parte para poder realiz realizar ar esta esta activi actividad dad,, si esto esto no lle llegar garaa a cumpli cumplirse rse
=2,75
tendría consecuencias graves en la salud humana y en el desarrollo de la vida de la fauna y flora que habitan en ese cuerpo de agua .
4
5.
CONCLUSIONES
son parámetros muy muy importante importantess el DQO y D DBO BO para la caracterización caracterizac ión de aguas, es por esto que a mayor cantidad de materia orgánica suspendida en el agua, mayor será la cantidad de oxigeno necesario para ser degradada química o bi biol ológ ógic icam amen ente te,, ya qu quee medi median ante te está estáss se pu pued edee determinar qué cantidad de materia orgánica puede tener un cu cueerpo de ag agua ua,,
adem demás
son son
indic ndicaado dorras de
contamina cont aminación, ción, y sirv sirvee para determin determinar ar la eficienci eficienciaa en plantas de tratamiento tratamiento
cabe destacar que el valor de la
DQO DQ O siempre siempre será será mayor al de la DBO debi debido do a que mucha uchass
sus susta tanc nciias
orgá orgáni niccas
puede ueden n
oxi xida darrse
químicamente pero no biológicamente. biológicamente.
6.
BIBLIOGRAFÍA
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6
UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC UNIVERSIDAD DEPARTAMENTO DE CIVIL Y AMBIENTAL ANEXOS Calculo de la Demanda biológica de oxigeno: La demanda biológica de oxígeno en un rango de 0-800, factor 20
Día *( factor día)=(mg
O2
)
L
Calculo de la Demanda química de oxigeno: donde A es el volumen de SAF gastados en el blanco, B es el volumen de SAF gastados en la muestra y la Moralidad es de 0,1 DQOmg
O2
( A − B )× M × 8000
L
mlmuestra
=
Muestra 1
mg/l 27,16
2 11,79 3 36,38 Promedio 25,11 Tabla 2: Resultados obtenidos para la demanda química de oxígeno DBO máxima esperada (mg/l) 0-80 0-200 0-400 Día 1 18 0,8 0,5 2 28 12 0,7 3 32 14 0,8 4 35 15 0,9 5 38 15 10 Tabla 2: Resultados obtenidos para la demanda biológica de oxigeno
Cálculo de la demanda bioquímica de oxígeno por su factor de multiplicación Día 0 -80 0 -200 0 -400 1 36 4 5 2 56 60 7 3 64 70 8 4 70 75 9 5 76 75 100 Tabla 3: Calculo de demanda biológica de oxigeno por su factor de multiplicación.
8
