Medición de la demanda química de oxígeno en las instalaciones de tratamiento del agua

Republished with permission from Water Online: "A Safe, No-Hassle Way To Measure Chemical Oxygen Demand," September 14, 2016

Medición del oxígeno químico

Introducción

Muchas instalaciones de tratamiento analizan la demanda química de oxígeno de forma regular. Algunos métodos de ensayo de laboratorio pueden se muy largos y exponer a los técnicos a sustancias químicas tóxicas. Además, la interferencia de los componentes en las muestras puede afectar a los resultados de la prueba.

Somos un líder mundial en la industria de las ciencias de la vida y hemos producido kits de ensayo para medir numerosos analitos. Water Online habló con nosotros sobre los avances en la medición de la demanda química de oxígeno.

Preguntas

¿Por qué es importante medir la demanda química de oxígeno (DQO)?

Para la mayoría de los usuarios, la DQO es importante como indicador de la cantidad de oxígeno que se necesitará para tratar los flujos de residuos entrantes, lo que a su vez impulsa el uso de equipos de aireación y, en última instancia, de electricidad. Saber cuáles son los niveles de DQO permite a los usuarios ajustar con precisión su consumo de energía y evitar facturas de energía excesivas. A un nivel más alto, la DQO también es una medida esencial utilizada para ayudar a determinar cuánto impacto tendrá el agua descargada en el cuerpo receptor. La DQO se utiliza comúnmente como un estimador de la demanda biológica de oxígeno (DBO) porque la prueba es mucho más sencilla y robusta. En aplicaciones bien entendidas, se establece la proporción de DBO a DQO, y es relativamente sencillo extrapolar una concentración de DBO a partir de una prueba de DQO.

¿Qué métodos de ensayo se utilizan normalmente para determinar la DQO en los laboratorios de agua y aguas residuales?

El método de análisis más común es el colorimétrico después de oxidar la DQO con ácido y usar compuestos indicadores, como el dicromato hexavalente. En algunos casos, sin embargo, hay compuestos que interferirán en el análisis colorimétrico, por lo que se requiere valoración para determinar los niveles de DQO.

¿Qué componentes interfieren en los resultados de las pruebas?

Dependiendo de la composición de la corriente de agua, hay una serie de compuestos que pueden interferir en los análisis de DQO cuando se encuentran a concentraciones extremadamente elevadas. El cromo, los nitritos, los sulfitos, el nitrato de sodio, el sulfato de sodio, el fosfato sódico y los cloruros pueden afectar potencialmente a la precisión cuando se encuentran a concentraciones suficientemente elevadas. La interferencia más común, sin embargo, proviene del cloruro, ya que puede contribuir a resultados elevados falsos cuando se analicen los niveles de DQO.

¿Existen métodos de ensayo disponibles para las plantas desalinizadoras u otros laboratorios que necesiten analizar agua de mar, salobre o aguas contaminadas con elevados niveles de cloruro?

Históricamente, niveles de cloruro superiores a 2 000 mg/l causaban muchos problemas para el análisis de la DQO. El agua de mar y las aguas salobres pueden superar este límite en un orden de magnitud, y algunos procesos industriales pueden dar lugar a muestras con concentraciones de cloruro por encima de 100 000 mg/l. Reconociendo este problema en la industria, desarrollamos una serie de kits de ensayo de la DQO que incorporan un paso de extracción de cloruro que garantiza la eliminación de las interferencias de las elevadas concentraciones de cloruro y produce resultados analíticos precisos.

¿Por qué es necesario eliminar/extraer el cloruro de las muestras para comprobar la DQO?

El cloruro a cualquier concentración interfiere en el análisis espectrofotométrico de la DQO. Para compensarlo, la mayoría de los kits de ensayo requieren una etapa de pretratamiento de adición de sulfato de mercurio para precipitar los cloruros. Sin embargo, esto solo funciona hasta 2 000 mg/l de cloruro antes de que la adición de más sulfato de mercurio comprometa la precisión de la prueba, ya que el ensayo final requiere una proporción bastante precisa de agua y ácido sulfúrico.

¿Cómo se elimina el cloruro de la muestra?

Nuestro proceso de extracción de cloruro pendiente de patente implica el uso de ácido sulfúrico para crear HCl (cloruro de hidrógeno) gaseoso, que luego es capturado por un tubo de absorción de HCl y un indicador de cal sodada. El proceso requiere más tiempo que el análisis fotométrico convencional de DQO, pero aún así es menos largo que una prueba de valoración convencional.

¿Qué elementos se necesitan para medir la DQO en muestras con elevado contenido de cloruros cuando se utiliza un ensayo de DQO en cubeta?

Además del kit de ensayo de DQO para aplicaciones de alta salinidad, los laboratorios necesitarán ácido sulfúrico con un bajo contenido de DQO certificado, tubos de absorción de HCl, cal sodada, matraces y un agitador magnético con control de velocidad. Con la excepción de los matraces y el aparato de agitación, podemos proporcionar a los laboratorios el resto de componentes necesarios para la prueba.

¿Por qué la cal sodada es una mejor opción como material de absorción que el hidróxido de calcio?

Se recomienda el uso de cal sodada en lugar de hidróxido de calcio porque la cal sodada ofrece una mejor capacidad de absorción en esta aplicación y también evita que los vapores de agua condensados goteen de nuevo en la disolución. Se observó que esta característica aparentemente menor mejoraba la precisión de la medición.

¿Cuáles son las ventajas de utilizar un ensayo de DQO en cubeta frente al método de reflujo abierto y valoración?

Aparte del beneficio inmediato de requerir menos tiempo y menos intervención manual de un técnico, el uso de kits de ensayo en cubeta reduce la cantidad de productos químicos tóxicos utilizados en un factor de 10 y el volumen total de residuos en casi un factor de 20. Además, los kits de ensayo en cubeta reducen la cantidad de exposición de los técnicos de laboratorio a los productos químicos tóxicos.

¿Cuáles son los beneficios de emplear ensayo de DQO en cubeta sin mercurio?

Además de los kits de ensayo de DQO de alta salinidad comentados antes, desarrollamos un kit de ensayo de DQO sin mercurio. En muchas partes del mundo, la contaminación por mercurio se está convirtiendo en una importante preocupación para los técnicos de laboratorio, así como para los organismos reguladores. Al desarrollar un kit de ensayo sin mercurio, creamos un método de ensayo colorimétrico que se puede utilizar para el análisis rápido de los niveles de DQO sin tener que preocuparse por la contaminación por mercurio o por el incumplimiento de los requisitos normativos.