Demanda bioquimica de oxigeno

DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO (DBO)
1. DEFINICIONES
La demanda bioquímica de oxigeno, DBO, se define como la cantidad de oxigeno necesario para descomponer la materia orgánica e inorgánica presente en el agua residual.
La DBO es causada por las grandes masas de materias orgánicas e inorgánicas arrojadas a corrientes de aguas, en esta hay organismos quimioheterótrofos que utilizan materiaorgánica como fuente de energía, en condiciones aerobias, consumen oxigeno en el proceso de degradación:
C(H2O) + O2 CO2 + H2O + Δ
Otros de los organismos son los quimioautótrofos, estos utilizan compuestos inorgánicos reducidos como fuente de energía, para esto también consumen oxigeno:
NH3 + 2O2 NO- 3 + H2O + H+ + Δ
A la DBO generada por materia orgánica se le denomina, demanda bioquímicade oxigeno cárbonacea DBOC, y la generada por la materia inorgánica, se le denomina demanda bioquímica de oxigeno nitrogenada, DBON.

2. FUENTES DE DBO

Las principales fuentes de demanda bioquímica de oxigeno son:
* Carbohidratos: se producen en la fotosíntesis y son utilizados por las plantas y los animales para generar compuestos más complejos como azucares y grasas.

*Proteínas: por su degradación (proteólisis) se forman péptidos y luego aminoácidos, estos últimos después de sufrir el proceso de desaminación se descomponen dando origen en un esqueleto de carbono y un grupo amino. El grupo amino se convierte en amoniaco por amonificación.

Las aguas naturales también contienen algo de DBO, que tienen que ver con la materia orgánica derivada de las cuencas y aguasmismas, por ejemplo; algas en descomposición, materia fecal de seres acuáticos. Las fuentes incluyen excremento y orina de humanos, residuos de alimentos, jabones, entre otros. Desechos industriales: cervecería, plantas procesadoras de carne, entre otras.

3. DEMANDA TEÓRICA DE OXIGENO
La DTO corresponde a la cantidad estequiometria de oxigeno requerida para oxidar completamente un compuesto.Normalmente se expresa en [mg de O2/l].
Para que un carbohidrato simple se oxide hasta llegas a dióxido de carbono y agua se consume un mol de oxigeno (32 g) por cada mol de carbohidrato (30g), por tanto el coeficiente estequiometrico para determinar la DTO de este residuo es 32/30.

C(H2O) + O2 CO2 + H2O + Δ
30 g 32g
Para que se de la oxidación del amoniaco anitrato se necesitan 2 moles (64g) de oxigeno por cada mol (141g) de amoniaco-nitrogeno, por ende el coeficiente estequiometrico para determinar la DTO de NH3+ - N es 64/14.
NH3 + 2O2 NO- 3 + H2O + H+ + Δ
14 g 64 g
Y la DTO total se calcula sumando las aportaciones de los compuestos.
Con los compuestos carbonados se debe tener cierto cuidado y balancear bien las ecuaciones.Ejemplo: un residuo contiene 300 mg/l de carbohidrato simple y 50 mg/l de NH3 – N. calcule la demanda teórica de oxígeno carbonosa, la demanda teórica de oxigeno nitrogenosa y la DTO total del residuo.
Solucion:
1. ECUACIONES
C(H2O) + O2 CO2 + H2O
30g 32g

300 mgCH2Ol×1 g1000 mg×1mol C(H2O )30 g×1 molO2 1 mol C(H2 O)×32 g1 mol O2×1000 mg1 g=320 mg l DTO carbonosa

NH3 + 2O2NO- 3 + H2O + H+
14 g 64 g

50 mg NH3-Nl×1 g1000 mg×1mol NH3-N14 g×2 molO2 1 mol NH3-N×64 g2 mol O2×1000 mg1 g=228,57 mg l DTO nitrogenosa


DTO total = DTOC + DTON
DTO total = 548,57 mg/l

4. CINÉTICA DE LA DBO
La DTO no ofrece ninguna información acerca de la probabilidad de que una reacción avance hasta completarse, este solo indica de manera precisa que cantidad de oxigenose requiere para realizar la oxidación de amoniaco-nitrógeno a nitrato-nitrógeno o de un compuesto carbonado en dióxido de carbono y agua.
En los compuestos amoniaco-nitrógeno la oxidación ocurre rápidamente y la cantidad de oxigeno que se requiere para ello es igual que la teórica, por esta razón la DBO nitrogenosa no tiene problema. Por el contrario los compuestos carbonados no se oxidan tan...