Introdução: Existem dois indicadores principais de caracterização de poluentes orgânicos em águas residuais: DQO e DBO. Outros indicadores, como o COT (Carbono Orgânico Total), aparecem com menor frequência. Resumindo, o DQO caracteriza efetivamente o conteúdo de poluentes orgânicos nas águas residuais e tem um tempo de detecção curto, por isso é geralmente usado para projetos de engenharia. A DBO, por outro lado, representa a matéria orgânica facilmente biodegradável nas águas residuais, mas não necessariamente a porção não{3}}biodegradável. A relação DBO/DQO é utilizada para indicar a biodegradabilidade das águas residuais; uma proporção > 0,3 indica boa biodegradabilidade.
A razão é que a DBO não consegue caracterizar o conteúdo de todos os poluentes nas águas residuais, especialmente nas águas residuais recalcitrantes, onde as leituras de DBO são mínimas. No entanto, isto não significa que as águas residuais não possam ser tratadas biologicamente; em vez disso, requer métodos como hidrólise anaeróbica ou oxidação avançada para melhorar a sua biodegradabilidade. A maior parte da matéria orgânica é biodegradável.
Métodos de definição e análise de COD
1. DQO (demanda química de oxigênio)
A demanda química de oxigênio refere-se à quantidade de oxigênio consumida pela matéria orgânica e substâncias redutoras inorgânicas na água que podem ser oxidadas por oxidantes fortes (como dicromato de potássio ou permanganato de potássio). A unidade é mg/L.
2. Características
Reflete a quantidade total de todos os poluentes quimicamente oxidáveis na água, incluindo matéria orgânica recalcitrante.
3. Papel do COD
Avalia rapidamente o grau de poluição da água, orientando ajustes nos processos de tratamento de águas residuais industriais; detecta matéria orgânica recalcitrante (como pesticidas e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos), monitorando se as emissões industriais atendem aos padrões.
4. Outras notas
O DQO é expresso de duas formas: DQOcr e DQOmn (também conhecido como índice de permanganato), representando o consumo de dois oxidantes diferentes.
É claro que o valor de DQO medido não é necessariamente toda matéria orgânica. Qualquer substância redutora pode ser oxidada por permanganato e dicromato, como sulfeto de sódio e sulfato ferroso em águas residuais. Para substâncias com propriedades redutoras claramente definidas, a interferência deverá ser eliminada. O alvo para a medição de DQO é, obviamente, a matéria orgânica.
5. Métodos Analíticos
Método de Dicromato de Potássio (Método Padrão):
1. Refluxar a amostra de água com um oxidante forte (dicromato de potássio) e ácido sulfúrico concentrado em alta temperatura;
2. Determine a quantidade de oxidante não reduzido por titulação ou espectrofotometria e calcule o consumo de oxigênio.
Método do Permanganato de Potássio (Método Rápido):
O mesmo processo, mas o oxidante é substituído por permanganato de potássio.
Nota: A quantidade de oxidante consumido precisa ser convertida na quantidade de oxigênio. Isso é calculado pela igualdade da transferência de elétrons. Por exemplo, consumir uma unidade de dicromato de potássio transfere 2 elétrons, enquanto consumir uma unidade de oxigênio transfere 4 elétrons.
Definição e Métodos Analíticos de DBO
1. DBO (demanda bioquímica de oxigênio)
A demanda bioquímica de oxigênio refere-se à quantidade de oxigênio dissolvido consumida pelos microrganismos na decomposição da matéria orgânica na água a uma temperatura específica (geralmente 20 graus) e tempo (geralmente 5 dias), medida em mg/L.
Explicação: O processo de degradação de poluentes orgânicos por microrganismos aeróbios pode ser dividido em duas etapas. Na primeira etapa, a matéria orgânica é convertida em dióxido de carbono, água e amônia; na segunda etapa, o nitrogênio amoniacal é convertido em nitrogênio nitrato. A primeira etapa normalmente leva 20 dias para ser concluída, resultando em um valor de DBO20. No entanto, este período de tempo é demasiado longo (a espera pelos dados é muitas vezes demasiado tardia), pelo que o resultado de DBO5 medido ao longo de cinco dias é normalmente utilizado como a carência bioquímica de oxigénio (DBO). O DBO5 geralmente representa cerca de 70% do DBO no primeiro estágio.
2. Características
Reflete apenas o grau de poluição proveniente de matéria orgânica facilmente degradável.
3. Papel do DBO
Avalia a capacidade de auto-purificação dos corpos hídricos e a eficiência do tratamento das estações de tratamento de águas residuais; reflecte o impacto potencial da matéria orgânica biodegradável no ecossistema (por exemplo, causando esgotamento de oxigénio nos peixes).
4. Métodos Analíticos
Método de inoculação por diluição (BOD₅)
1. Após diluir a amostra de água, adicione nutrientes e inóculo microbiano e feche em um frasco de DBO.
2. Incubar a 20 graus no escuro por 5 dias e medir a diferença no oxigênio dissolvido antes e depois da inoculação.
3. O pH e a temperatura precisam ser controlados para evitar a inibição da atividade microbiana.
Método Instrumental
O monitoramento-em tempo real usando um sensor BODMn é empregado, mas o método tradicional de diluição continua sendo a abordagem convencional.
Principais diferenças
Grau de oxidação: o DQO oxida quase toda a matéria orgânica (como lignina e corantes), enquanto o DBO atinge apenas a porção disponível para os microrganismos.
Fatores de interferência: A DQO pode ser afetada pelo Cl⁻ (são necessários agentes mascarantes), enquanto a DBO é influenciada pela atividade microbiana (a toxicidade e as condições nutricionais precisam ser controladas).
Aplicações Práticas: O DQO é usado para triagem rápida de fontes de poluição, enquanto o DBO é usado para avaliar a eficácia do tratamento biológico e os riscos ambientais.