Demanda química de oxígeno

Definición de DQO

La Demanda Química de Oxígeno (DQO) se define como cualquier sustancia tanto orgánica como inorgánica susceptible de ser oxidada, mediante un oxidante fuerte. La cantidad de oxidante consumida se expresa en términos de su equivalencia en oxígeno. DQO se expresa en mg/l O2.

Debido a sus propiedades químicas únicas, el ión dicromato (Cr2O72-) es el oxidante especificado en la mayoría de los casos. En estos tests, el Cr2O72- se reduce a ión crómico (Cr3+).

Como se ha comentado, tanto los constituyentes orgánicos como inorgánicos de la muestra están sujetos a oxidación. Sin embargo, el componente orgánico predomina y es de mayor interés. El DQO es un test definido, tanto el tiempo de digestión como la fuerza del reactivo y la concentración DQO de la muestra afectan al grado de oxidación de la misma.

El método DQO se usa a menudo para medir los contaminantes en las aguas naturales y residuales y para evaluar la fuerza de desechos tales como aguas residuales municipales e industriales. El método DQO se usa también en aplicaciones en centrales eléctricas, industria química, industria papelera, lavanderías, estudios medioambientales y educación general. En las plantas potabilizadoras de agua, los valores DQO deberán ser inferiores a 10 mg/l O2 al final del ciclo de tratamiento.

Métodos

La DQO puede medirse mediante el método titramétrico de reflujo cerrado y el método colorimétrico de reflujo:

Colorimétrico

Cuando una muestra es digerida, el material DQO en esa muestra se oxida por el ión dicromato. Como resultado, el Cromo pasa de estado hexavalente (VI) a trivalente (III). Ambas especies de Cromo exhiben un color y absorben luz en la región visible del espectro. En la región 400 nm el ión dicromato (Cr2O72-) absorbe mucha luz mientras que el ión crómico (Cr3+) absorbe mucho menos. En la región 600 nm es el ión crómico el que absorbe mucho y el ión dicromato tiene una absorción prácticamente nula. (Método Estándar 5220 D.)

Titración

Una muestra es retenida en una solución fuertemente ácida con un exceso conocido de dicromato de potasio (K2Cr2O7). Tras la digestión el K2Cr2O7 sin reducir restante es titrado con sulfato de amonio ferroso para determinar la cantidad de K2Cr2O7 consumida y la materia oxidable se calcula en términos de equivalente en oxígeno. Este procedimiento es aplicable a los valores DQO entre 40 y 400 mg/l. Se pueden obtener valores DQO más altos mediante una cuidadosa dilución o utilizando concentraciones más altas de Solución de digestión de dicromato (Método Estándar 5520 C.).

Sistema automatizado de titración de la DQO digerida mediante nuestro valorador HI932 y automoestreador HI922

Métodos Oficiales, (EPA e ISO)

La Agencia Norteamericana de Protección del Medio Ambiente (EPA) especifica que el único método de medición aceptable para DQO es el método colorimétrico de dicromato. Las ventajas de usar este método son que incluye gran precisión, resultados certificables y disminución de la interferencia del cloruro.

También disponemos de viales bajo normativa ISO 15705 en rango bajo y alto (hasta 1000 ppm) Método para la determinación de DQO usando el método de tubo predosificado sellado.

Los reactivos predosificados de HANNA cubren los siguientes rangos (disponibilidad tanto EPA como ISO así como formulaciones sin mercurio):

• 0-150 mg/l aprox. 420 nm
• 0-1000 (1500) mg/l aprox. 600 nm
• 0-15000 mg/l aprox. 600 nm

Reactor

El calentador, o reactor se usa para obtener reacciones oxidativas rápidas. Las especificaciones para este reactor están descritas en el Método Estándar 5520 C., con requisitos concretos de temperatura y recipiente. Dado que es vital que la reacción tenga lugar a 150ºC (±2ºC) durante 2 horas, es preciso asegurar un correcto precalentamiento. Una luz en el reactor DQO de Hanna indica que la temperatura ha alcanzado el nivel correcto. El reactor está equipado con un temporizador que notifica al usuario cuando se ha completado la reacción.

También existe la posibilidad de rentabilizar el tiempo, mediante la digestión a alta temperatura (170ºC) durante 30 minutos, con nuestro bloque de alta temperatura. Consiguiendo también resultados precisos, cuantitativos y el consiguiente ahorro sustancial del tiempo de digestión.

Aplicaciones

A menudo se mide la DQO como un rápido indicador de contaminantes orgánicos en el agua. Normalmente se mide tanto en plantas depuradoras de aguas municipales como industriales y sirve como indicador de la eficiencia del proceso de tratamiento. La DQO se mide en el agua de entrada y en la de salida. La eficiencia del proceso de tratamiento se expresa normalmente como DQO eliminada, en porcentaje de materia oxidable purificada durante el ciclo.

El test de DQO se combina normalmente con otros tests importantes para corroborar la efectividad de la planta de tratamiento.

Existe una clasificación, aceptada de forma generalizada, de aguas residuales ordenada por su Demanda de Oxígeno, que se mide bien por el método Biológico (DBO) o el método DQO.

DBO, SOUR y DQO

La Demanda Biológica de Oxígeno (DBO) es un test empírico que determina la demanda relativa de oxígeno de las aguas residuales, emisiones y aguas contaminadas. Los test de DBO miden el oxígeno molecular que se usa durante un tiempo concreto de incubación de microorganismos para la degradación biológica del material orgánico. El test DBO más común consiste en mantener una muestra durante un período de 5 días (DBO5) en una botella herméticamente cerrada a temperatura controlada (20ºC ±1ºC), no permitiendo que la luz penetre en la muestra para evitar la fotosíntesis. El Oxígeno Disuelto (OD) de la muestra se mide antes y después del período de 5 días de incubación, y se calcula entonces la DBO5 como la diferencia entre las mediciones inicial y final de O.D.

El SOUR determina la tasa de consumo de oxígeno a lo largo del tiempo, de una muestra de una suspensión biológica como lodo activado. Es útil en estudios de laboratorio y de planta piloto, así como en la operación de plantas de tratamiento a gran escala.  

El método DBO5 y el SOUR puede considerarse como un test más "natural" para determinar el oxígeno necesario para oxidar la materia orgánica. A menudo se prefiere el método DQO para análisis diarios ya que es intrínsecamente más reproducible debido a que oxida tanto la materia orgánica como inorgánica y requiere poco tiempo para su medición.

COT y DQO

El carbono presente en las aguas naturales y residuales está formado por una variedad de compuestos orgánicos en diversas fases de oxidación. Algunos pueden oxidarse aún más mediante procesos químicos o biológicos, y los métodos de Demanda Química de Oxígeno (DQO) y Demanda Biológica de Oxígeno (DBO) pueden utilizarse para distinguir estos compuestos. Aún cuando el Carbono Orgánico Total (COT) expresa de forma más conveniente y directa que los métodos DQO o DBO el contenido de carbono orgánico total, no ofrece el mismo tipo de información. Si se puede establecer una relación repetible entre el método COT y bien DQO o DBO, se podrá usar COT como un cálculo aproximado para DQO o DBO para una fuente concreta de agua. Las correlaciones deben establecerse independientemente para cada conjunto de condiciones incluyendo varios puntos en el proceso de tratamiento. Dado que el COT es independiente de la fase de oxidación de la materia orgánica y no mide la materia inorgánica que puede contribuir a la DQO, el método COT no puede sustituir a los métodos DQO o DBO.