Procedimiento y cálculos para determinar DBO

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DETERMINACION DE LA DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGENO (DBO)
EN AGUAS RESIDUALES
1. MARCO TEORICO
Características del agua residual
Un agua residual típica contiene materia orgánica en gran concentración. Esto es significativo en varios
aspectos: ecológicamente, al descargar esta agua en un cuerpo receptor como un lago o río, la materia
orgánica es degradada por los microorganismos y ocasiona que se consuma el oxígeno, matando a la fauna
acuática; desde un punto de vista sanitario, la materia orgánica sirve para que proliferen los organismos
patógenos que ya suele contener el agua residual, de manera que cuanto más contaminada, mayor el tiempo
y el peligro que representa como foco de infección.
El problema de querer evaluar la materia orgánica del agua empieza con que la misma definición es vaga:
“todos los compuestos con carbono” implica el análisis imposible de millones de sustancias, así que se
requieren métodos que los analicen globalmente.
Análisis de la DBO
La Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO, BOD en inglés) es el método más tradicional que mide la
cantidad de oxígeno que consumen los microorganismos al proliferar en el agua residual y alimentarse de
su materia orgánica. Esto encaja muy bien muy bien con el propósito de evaluar el impacto en la fauna
acuática de cuerpos receptores y también representa bien cuánto se puede prestar el agua como foco de
infección, ya que diferentes compuestos de carbono tienen diferente valor como sustratos para el
crecimiento de microorganismos.
Sin embargo, existen varios obstáculos al determinar la DBO:
1. La DBO es una medición que depende de la actividad microbiana y como tal su precisión inherente
es menor en comparación a métodos abióticos.
2. Agentes tóxicos de la muestra pueden inhibir la actividad microbiana: en muestras con pH extremo
o con cloro, se neutraliza el primero, se suprime el segundo y se inocula flora bacteriana nueva
para garantizar la actividad microbiana, pero puede haber otros agentes inhibidores desconocidos.
3. La principal cuestión es que el resultado tarda: el tiempo estandarizado de incubación de la muestra
es de cinco días, y el consumo de oxígeno en realidad puede continuar por más tiempo, por lo que
es inútil como mecanismo de control en tiempo real para un proceso de tratamiento de agua.
¿Por qué seguir midiendo la DBO? Porque la relación no es universal ni directa. Hay sustancias como
los nitritos, sulfitos y el ion ferroso que también reaccionan con el dicromato y serán registrados como
consumo de oxígeno por materia orgánica. El mismo ion cloruro, presente en gran parte de las aguas
naturales, puede interferir y requiere agregar reactivos como sales de plata y mercurio para suprimirlo, lo
que implica el manejo y disposición de residuos tóxicos. Aparte, sigue habiendo un grupo de sustancias
orgánicas como la piridina y el benceno que no reaccionan con el dicromato de potasio aunque puedan
consumirlas los microorganismos. En la práctica, se deben hacer evaluaciones conjuntas de DBO y DQO
para cada descarga específica con el fin de establecer una correlación útil.

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2. METODOLOGIA
Para la determinación de la DBO se procederá con un método fácil y tradicional, que conlleva un porcentaje de
error mínimo y aceptable dentro las normas que rigen para este parámetro.
Determinación de oxígeno disuelto Método Winkler
El oxígeno disuelto en el agua es determinado por la prueba de Winkler, un método basado en la titulación. Hay
muchas variaciones del método que ayudan a evitar interferencias de las especies como nitritos y el ión hierro.
Solo los aspectos principales son discutidos aquí.
El primer arreglo que se hizo a la prueba de Winkler es la oxidación de manganeso (II) a manganeso (IV) por
acción del oxígeno en medio básico, tal como se muestra en la siguiente reacción:
Fijación: Es el proceso de agregación de solución de manganeso con hidróxido de sodio, se tapa se agita
primeramente aparece un precipitado blanco, luego un precipitado pardo oscuro.
Mn + 2OH- + ½H2O → MnO2 (S) + H2O (precipitado pardo)
Acidificación: En el laboratorio se destapa la botella de Winkler, y se agrega ácido y algunos gramos de KI (en la
solución de hidróxido de sodio ya contiene el KI), la acidificación del MnO2 en presencia del ión I- y H+ libera
yodo molecular.
MnO2 (S) + 2I- + 4H+ → Mn+2 + I2 + 2H2O
Titulación: El yodo liberado I2 (realmente presente como I3 acomplejado) es el que se titula con el tiosulfato de
sodio en solución estándar usando el almidón como un indicador del punto final.
I2 + 2S2O3 → S4O6 + 2I-
Un cálculo atrasado de la cantidad requerida de tiosulfato representa la cantidad de oxígeno disuelto presente.
- El almidón se torna purpura en presencia de yodo pero es incoloro en contacto con yoduro. El almidón es
el indicador de que todo el yodo se convirtió en yoduro. La cantidad de tiosulfato usado en la titulación es
proporcional al yoduro, que es proporcional al O2 disuelto, y se calcula, pues, determinando la cantidad de
tiosulfato utilizado.
𝐷𝑂 (
𝑚𝑔
𝑙
𝑂2) = 𝑓 ∗
8000 ∗ 𝑉 ∗ 𝑁
𝑉𝑚 − 1
3. TRATAMIENTO DE DATOS
-DATOS OBTENIDOS
PRIMERA PRUEBA (DIA 0)
Nº DESCRIPCION
VOLUMEN
FRASCO
(ml)
CANTIDAD
TIOSUFATO
0,01 N (ml)
1
AGUA TRATADA
96,9 6,4
2 95,2 5,5
3
AGUA RESIDUAL
103,8 7,3
4 104,9 8,2
5
AGUA DE GRIFO
106,1 5,4
6 104,3 4,2

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SEGUNDA PRUEBA (DIA 5)
Nº DESCRIPCION
VOLUMEN
FRASCO
(ml)
CANTIDAD
TIOSUFATO
0,01 N (ml)
1
AGUA TRATADA
96,9 2
2 95,2 1,5
3
AGUA RESIDUAL
103,8 7,6
4 104,9 4
5
AGUA DE GRIFO
106,1 8,5
6 104,3 8,2
Cálculo de la cantidad de DO
𝐷𝑂 =
𝑓 8000 𝑉 𝑁
𝑉𝑀−1
donde:
f: Factor de corrección de la concentración de tiosulfato
V: Volumen del titulante gastado (tiosulfato)
N: Concentración del titulante (tiosulfato 0,01 N)
VM: Volumen total de la muestra
PRIMERA PRUEBA (DIA 0) SEGUNDA PRUEBA (DIA 5)
N°
Tiosulfato de
Sodio 0.01 [N]
(ml)
DO (mg/L)
Tiosulfato de
Sodio 0.01 [N]
(mg/L)
DO (mg/L)
1 6,4 5,34 2 1,67
2 5,5 4,67 1,5 1,27
3 7,3 5,68 7,6 3,26
4 8,2 6,31 8,2 6,31
5 5,4 4,11 8,5 6,47
6 4,2 3,25 8,2 6,35
CALCULO DE LA DBO
Usando la siguiente fórmula
𝐷𝐵𝑂 =
𝐷𝑂𝑖𝑛 − 𝐷𝑂𝑓𝑖𝑛
𝑃
=
𝐷𝑂𝑖𝑛 − 𝐷𝑂𝑓𝑖𝑛
𝑉𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎
𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
Donde:
DOin = Es el oxígeno disuelto inicial (mg/L).
DOfin = Es el oxígeno disuelto al quinto día (mg/L).

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P = Fracción de dilución, entre el volumen de la muestra (10 ml), con el volumen total
Nº DBO (mg O2/l)
1 35,567
2 32,340
3 25,129
4 33,923
5 -25,036
6 -32,310
CONCLUSIONES
Se determinó la Demanda Bioquímica de Oxigeno, donde se observa una diferencia notable en el consumo de
oxígeno, para la muestra (tratada), para las demás muestras (valores negativos) se observa que no hubo un buen
tratamiento de las muestras, podrían ser causa de la mala manipulación durante el proceso, la no adecuada
conservación en la incubación de los microorganismos u otros errores sistemáticos.
El agua residual que tiene mayor presencia de microorganismos lo cual hace un mayor consumo de oxígeno,
reduciendo su concentración, a comparación de que aquellas aguas que tengan menos presencia de microorganismos
que teóricamente consumirían menos cantidad de oxígeno.
Según las observaciones hechas en el laboratorio, las observaciones de reacción en las muestras al agregar ciertos
reactivos, tienen un cambio de color como la presencia de color café, amarillo, negro, naranja, son indicadores que
muestra la prueba de que existe oxígeno; pero aquellas aguas más “puras” presentan colores más suaves y definidos
indicando así mayor oxigenación y menor presencia de microorganismos que son los que consumen el oxígeno en
las aguas residuales.

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ANEXOS