TOC - CORRELACIÓN CON DBO Y DQO. Jörn Tölle Gerente de Desarrollo Instrumentación América Latina

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1 TOC - CORRELACIÓN CON DBO Y DQO Jörn Tölle Gerente de Desarrollo Instrumentación América Latina

2 CARBÓN Y SUS COMPONENTES ORGÁNICOS E INORGÁNICOS

3 CARBÓN INORGÁNICO (IC) Carbón de carbonato (CO 3- ) Carbón de bicarbonato (HCO 3- ) Acido acético: CH 3 COOH -> CH 3 COO - + H + Bicarbonato de sodio: NaHCO 3 -> Na + + HCO 3 - H + + HCO 3 - -> H 2 CO 3 (Acido carbónico) H 2 CO 3 -> H 2 O + CO 2 Carbón del gas dióxido de carbón (CO 2 ) Carbón del acido carbónico (H 2 CO 3 ) CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 (Acido carbónico) H 2 CO 3 H + + HCO - 3 HCO - 3 H + + CO - 3 3

4 CARBÓN ORGÁNICO (CO) Ejemplos Proteínas Plantas y animales Ácidos de grasa Carbohidratos Azúcares Almidones Celulosa Lípidos Grasas, Petróleo Trihalometanos 4

5 CARBÓN Y SUS COMPONENTES Carbón total (TC) Carbón Inorgánico(TIC) Carbón Orgánico(TOC) Partícula Disuelto Purgable (POC) Non-Purgable (NPOC) Disuelto (DOC) Partícula TC = TOC + TIC 5

6 LAS TÉCNICAS DE LA MEDIDA DE CARBÓN ORGÁNICO EN AGUAS RESIDUALES

7 MEDIDAS MATERIA ORGÁNICA EN AGUA RESIDUAL Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO) Técnica común para medir el grado de contaminación, normalmente se mide transcurridos cinco días de reacción (DBO 5 ) // degradación biológica Demanda Química de Oxigeno (DQO) Técnica común para medir el grado de contaminación, medidas mas rápidas que DBO 5 // degradación química con bicromato potásico Carbón Orgánico Total (TOC) Técnica común para medir el grado de contaminación; medidas directas y completas de carbón orgánico 7

8 8 DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO Qué es medido? La expresión de oxidación de carbón orgánico (principalmente) en función de consumo de oxígeno La oxidación ocurre por enzimas producidas por microrganismos durante la respiración en la oscuridad El consumo del Oxígeno es medido La prueba es realizada sobre un período de cinco días (DBO 5 ) Se aproxima la carga orgánica en el agua

9 DEMANDA QUÍMICA DE OXIGENO Qué es medido? La expresión de oxidación de carbón orgánico en función de Reducción de Cr +6 La oxidación ocurre por una sustancia química fuerte que oxida agente en un medio ácido Materia orgánica (C a H b O c ) + Cr 2 O 7-2 Cr +3 + CO 2 + H 2 O Se aproxima la carga orgánica en el agua 9

10 CARBÓN ORGÁNICO TOTAL Qué es medido? Oxidación de toda materia orgánica a dióxido de carbono (CO 2 ); medida de CO 2 y calculo de TOC Oxidación por sustancia química fuerte, por radiación UV, por radicales de hidroxilo, por calor (horno a 1200 C) Materia orgánica (C a H b O c ) + Oxidantes CO 2 Se aproxima la carga orgánica en el agua 10

11 REEMPLAZAR DBO Y DQO POR MEDIDAS DE TOC

12 LAS DESVENTAJAS DE DBO Y DQO MEDIDAS DQO contiene sustancias químicas tóxicas (cromo, plata, mercurio) componente de desecho peligroso de descarga DQO requiere dos horas de digestión DQO muestra interferencia de cloruros DBO requiere cinco días para obtener un resultado No control continuo de proceso de agua residual posible DBO medidas son laboriosas 12

13 LAS VENTAJAS DE MEDIDAS DE TOC EN WASTEWATER TOC medidas económicas TOC medidas no requieren sustancias químicas tóxicas TOC medidas no resultan en desechos peligrosos TOC medidas toman 5 minutos con analizadores en línea y 3 minutos con el método de frasco de laboratorio TOC TOC valores tienen correlación con medidas DBO y DQO 13

14 CORRELACIÓN DE DBO Y DQO AL CARBONO ORGANICO TOTAL (TOC)

15 REQUISITOS DE CORRELACIÓN Específico para cada Planta de Tratamiento de Agua Comparación de medidas de DBO y/o DQO con medidas TOC Duración de Estudio de Correlación El mínimo de 30 días colección y medida de pruebas Correlación estadística Desarrollo de ecuaciones estadísticas de regresión 15

16 LA CORRELACIÓN CASO REAL

17 PTAR COLORADO, USA CASO REAL (AGUA DOMESTICA) Duración de estudio de correlación Octubre de 2012 hasta enero de días de muestreo // 24-hr muestreo compósito (muestreador automático) Tipo de Matrices Agua residual // afluente a la planta PTAR Agua residual // efluente final de la planta PTAR El número total de resultados para la correlación estadística DBO = 94 DQO = 94 TOC = 94 17

18 DBO Y DQO VS. TOC (AFLUENTE PTAR) Afluente PTAR TOC mg/l DBO mg/l DQO mg/l TOC:DBO TOC:DQO

19 DBO Y DQO VS. TOC (EFLUENTE FINAL PTAR) Efluente final PTAR TOC mg/l DBO mg/l DQO mg/l TOC:DBO TOC:DQO

20 TOC:DBO Efluente Correlacion de TOC:DBO vs. DBO y = x R² = Effluent TOC:BOD Correlation Potencial (Effluent TOC:BOD Correlation) DBO mg/l 20

21 TOC mg/l Afluente y Efluente Correlacion de TOC vs. DBO y = x R² = Influent Effluent TOC BOD Correlation Lineal (Influent Effluent TOC BOD Correlation) DBO mg/l 21

22 TOC mg/l Afluente y Efluente Correlacion de TOC vs. DQO y = x R² = Influent Effluent TOC COD Correlation Lineal (Influent Effluent TOC COD Correlation) DQO mg/l 22

23 COMO MEDIR CARBÓN ORGÁNICO TOTAL (TOC) EN LÍNEA??? 23

24 COMO MEDIR CARBÓN ORGÁNICO TOTAL (TOC) EN LÍNEA TOC en línea Rango de medida: 0 100,000 ppm Agua sucia : con grasa, petróleo, partículas, sales, etc. Analizador: Biotector B7000 Aplicaciones: Chem/PetroChem, Food & Bev, Pulpa y Papel, Lácteo, Calderas, Agua residual PTAR Correlación con DBO, DQO posible B

25 COMO MEDIR CARBÓN ORGÁNICO TOTAL (TOC) EN LÍNEA Ventajas Oxidación fuerte No afectado por sales en concentraciones de 30% No pre-filtración o pretratamiento de muestra necesaria por gran diámetro de tubería Auto-limpieza del reactor y tubería de muestreo Mínimo mantenimiento (servicio cada 6 meses) Excelente confiabilidad (99.7% del tiempo en línea) 25

26 COMO MEDIR CARBÓN ORGÁNICO TOTAL (TOC) EN LÍNEA Ventajas Auto-limpieza del reactor y tubería de muestreo 26

27 COMO MEDIR CARBÓN ORGÁNICO TOTAL (TOC) EN LÍNEA TOC Total Organic Carbon Patented Technology TN TP COD BOD TC TIC VOC Total Nitrogen Total Phosphorous Chemical Oxygen Demand Biological Oxygen Demand Total Carbon Total Inorganic Carbon Volatile Organic Compounds Para 1-6 canales y con certificado Class 1 Div 2 para zonas peligrosas 27

28 CUMPLIR CON NORMA PRO-VMA??? 28

29 CUMPLIR CON NORMA PRO-VMA MEDIR SOLIDOS EN SUSPENSIÓN EN LÍNEA Sensor SOLITAX sc Disponible en los rangos : NTU 4000 NTU mg/l 500 g/l Gran precisión, medición independiente del color Bajo mantenimiento, limpieza automática Varios tipos de instalación: En tubería & Sumergido 29

30 GRACIAS POR SU ATENCIÓN! Jörn Tölle Gerente de Desarrollo Instrumentación América Latina 30

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