DEMANDA BIOLOGICA DE OXIGENO TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUALES

...

Dese entonces el tratamiento aerobio se desarrolló plenamente, a través de los procesos de lodos activados, aireación extendida, zanjones de oxidación, lagunas de estabilización, filtros percoladores, bio-discos rotatorios, etc.

- DEMANDA BIOLÓGICA DE OXIGENO (DBO)

La DBO mide la cantidad de oxigeno necesaria para que los microorganismos aerobios presentes en un agua oxiden la materia orgánica biodegradable. Se mide en mg O2/L , para determinar la DBO se incuba una muestra a una dilución apropiada de la misma, durante un tiempo dado y una temperatura determinada. Esta muestra se inocula previamente con un cultivo microbiano, aunque este paso se puede obviar si existen evidencias de que el residual trae consigo microorganismos.

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.

Carbohidratos microorganismos CO2 + H2O + NH4 + + minerales

Proteinas --------------------------> +

Hidrocarburos O2 Biomasa microbiana

Grasas y aceites

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:

- pH neutro

- Presencia de un inóculo lo suficientemente aclimatado

- Presencia de una cantidad adecuada de nutrientes minerales necesarios para el crecimiento microbiano (de particular importancia son N, P, Ca, Mg, Fe, S).

- Incubación en la oscuridad.

En una investigación previa se ha demostrado que gran parte de los microorganismos metabolizan aeróbicamente los sustratos orgánicos, tales como lípidos, azúcares, alcoholes o proteínas, tal que alcanzan un máximo rendimiento de producción celular de 0.4 g de células en peso seco por gramo de DQO eliminada. Este valor es de gran importancia ya que se relaciona con la cantidad de energía oxidable en el sustrato el cual es microbiológicamente usable por las células para sus requerimientos de energía y su posterior síntesis. Por otra parte, se tiene que

el valor obtenido para este parámetro en la planta de tratamiento de aguas residuales industriales de Galicia es de 0,127, lo cual se sustenta en el origen industrial de estas, lo que se manifiesta en una menor fracción de compuestos biodegradables presentes en el influente.

Esto implica que, cuando los microorganismos metabolizan aeróbicamente 1g de DQO, estos inmovilizan aproximadamente la mitad de la materia orgánica en la forma de biomasa y consumen oxígeno para oxidar la otra mitad, en la experiencia de Sikes y para el segundo caso solo inmovilizan un 13% en forma de biomasa. La anterior consideración relaciona el máximo rendimiento celular y no tiene en cuenta la manutención del metabolismo de la bacteria durante la segunda fase del ensayo.

La respiración endógena constante para los cultivos microbianos promedio es aproximadamente 10 g de oxigeno consumido por gramo de biomasa peso seco por día. Consecuentemente se pueden escribir las siguientes aproximaciones para compuestos biodegradables:

DBO5 = O2(para crecim.1-2 dias) + O2 para respiración de biomasa formada (3-4 dias)

= [DQO·0,5] + [DQO·0,4]·0,1· 3,5

DBO5 = DQO*0,65

Bajo incubación prolongada, las células mineralizan completamente y la llamada demanda biológica de oxígeno infinita se aproxima al valor inicial de DQO.

Para compuestos orgánicos en general se puede escribir:

DBO5 = DQO·Fb·0,65 = (b·DQO)·0,65

Tal que la demanda química de oxígeno ya sea calculada tanto teóricamente, si el compuesto es conocido o determinado experimentalmente por el procedimiento del dicromato de potasio, Fb es la fracción de materia orgánica que es biodegradable, valor que está entre 0 y 1, y b·DQO la demanda química de oxígeno biodegradable. Luego se tiene:

DQO = DQO·Fb = DBO5/0.65 = L·DBO

- DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGENO 5 (DBO5)

La demanda bioquímica de oxígeno (DBO) 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 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 DBO se utilizan en ingeniería para diseñas las plantas de tratamiento de aguas residuales.

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 20°C por un tiempo determinado, generalmente cinco días. Las condiciones naturales de temperatura, población biológica, movimiento del agua, luz solar y la concertación de oxigeno 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 20°C en la oscuridad. La disminución de la concentración de oxígeno disuelto (OD), medida por el método de Winkler o una modificación del mismo, durante el periodo de incubación, produce una medida de la DBO.

La demanda de oxigeno de las aguas negras efluentes de las plantas de tratamientos de aguas negras,