Demanda Química de Oxígeno (DQO)

1. Introducción

La DQO expresa la cantidad de oxígeno equivalente necesario para oxidar las sustancias presentes en las aguas residuales. Se utiliza un agente químico fuertemente oxidante, como el permanganato potásico (KMnO₄) en aguas limpias, y el dicromato potásico (K₂Cr₂O₇) en aguas residuales, ya que el permanganato potásico en estas últimas puede producir errores significativos por defecto. Por lo tanto, la DQO mide tanto la materia orgánica biodegradable por microorganismos, como la materia orgánica no biodegradable y la materia inorgánica oxidable por el agente químico.

La medida de la DQO es una estimación de las materias oxidables presentes en el agua y es función de las características de los componentes presentes, sus proporciones, las posibilidades de oxidación, la temperatura y otros factores.

Se mide a temperatura ambiente y corresponde a una degradación de la materia orgánica de entre el 70% y el 80% del total en aguas residuales. Esta medición puede tardar aproximadamente 3 horas.

La determinación conjunta de la DQO y la DBO₅ permite establecer su relación y, según el resultado, determinar la viabilidad de un tratamiento de aguas residuales físico-químico o biológico. Esta correlación también indica si los vertidos tienen un origen industrial.

Si la relación DBO₅/DQO < 0.2, indica que la mayor parte de la materia orgánica no es biodegradable.

Si la relación DBO₅/DQO está entre 0.2 y 0.5, indica que una parte de la materia orgánica es biodegradable y otra no.

Si la relación DBO₅/DQO > 0.5, indica que los vertidos son de naturaleza urbana o clasificables como urbanos, y son tanto más biodegradables cuanto mayor sea la relación. Estas aguas residuales pueden ser tratadas mediante procesos biológicos.

Las concentraciones de DQO en aguas residuales industriales pueden variar entre 50 y 2000 mgO₂/l, aunque es frecuente encontrar valores de 5000, 10000 e incluso más altos, dependiendo del tipo de industria. Su concentración máxima es de 1000 mgO₂/l.

2. Métodos de Análisis

El método más general para la determinación de la DQO utiliza dicromato potásico en exceso en medio ácido, con catalizadores como el sulfato de plata (Ag₂SO₄) y sulfato mercúrico (HgSO₄) para eliminar la interferencia de los cloruros. El dicromato oxida la materia orgánica e inorgánica presente en la muestra, reduciéndose de Cr⁺⁶ a Cr⁺³. El ensayo se realiza a 150 °C, a reflujo total durante 2 horas. Después de la digestión, el exceso de dicromato potásico se valora con Sal de Mohr, utilizando como indicador la ferroína, que cambia el color de la disolución de verde a rojo.

Las reacciones implicadas en la determinación de la DQO son:

• Cr₂O₇^2- + 14 H⁺ + 6 e^– → 2 Cr⁺³ + 7 H₂O
• Interferencia de los cloruros:
  • 6 Cl^– + Cr₂O₇^2- + 14 H⁺ → 3 Cl₂ + 2 Cr⁺³ + 7 H₂O
• Eliminación de la interferencia con HgSO₄:
  • Hg²⁺ + 2 Cl^– → HgCl₂
  • Con HgSO₄ insuficiente:
    • Ag⁺ + Cl^– → AgCl
• Valoración con Sal de Mohr (Sulfato amónico ferroso):
  • Cr₂O₇^2- + 14 H⁺ + 6 Fe²⁺ → 2 Cr⁺³ + 6 Fe³⁺ + 7 H₂O

3. Interferencias

Los compuestos alifáticos volátiles de cadena lineal no se oxidan en cantidad apreciable, en parte debido a que están presentes en la fase de vapor y no entran en contacto con el oxidante líquido. Estos compuestos se oxidan más efectivamente cuando se agrega Ag₂SO₄ como catalizador. Sin embargo, este reacciona con los iones cloruro, bromuro y yoduro, produciendo precipitados que son parcialmente oxidados.

La interferencia más común son los cloruros, que reaccionan con el dicromato potásico, dando un error en la determinación, y con el sulfato de plata, disminuyendo la cantidad de catalizador disponible. Para evitar esto, se añade sulfato mercúrico (HgSO₄) en exceso a la disolución, que forma el cloruro mercúrico, muy poco soluble en medio acuoso, eliminando la interferencia. Esta técnica no debe usarse para muestras que contengan más de 2000 mg de Cl^–/L; existen otros procedimientos para determinar la DQO en aguas salinas.

También puede haber interferencias de nitritos a concentraciones elevadas y algunas especies inorgánicas reducidas.

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