Análisis de residuos

Química industrial. Materia orgánica. Residuos sólidos. Humedad. Ácidos. Demanda Bioquímica de Oxígeno

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PARÁMETROS

BÁSICOS

PARA

ANÁLISIS

DE

RESIDUOS

OBJETIVO:

Determinar los parámetros básicos en una muestra residual, tales como son la determinación de pH, de la humedad y de la materia orgánica. Estos parámetros dependen del residuo a analizar y se realizan para su posterior almacenamiento en depósitos de seguridad.

MODO DE OPERAR:

Determinación del pH

Es una prueba importante para saber la composición del residuo. Para su determinación, emplearemos un peachímetro, compuesto de un electrodo de vidrio que se sumerge en líquido (si la muestra es líquida) o en una disolución del residuo (si la muestra a analizar es sólida, como en el caso de la práctica). Junto al electrodo encontramos una sonda para la temperatura.

Procedemos a la calibración del peachímetro con los patrones disponibles.

Preparamos una disolución del residuo al 10 % en peso (tomamos 10 g de tierra contaminada y los diluimos hasta 100 ml de agua) y filtramos. Con ayuda de un agitador magnético, la muestra es homogénea durante la medición del pH.

Determinación de la humedad

La humedad en un residuo es un parámetro limitante para su estudio debido a que es conveniente evitar un volumen excesivo de lixiviados una vez que el residuo se encuentra en el depósito de seguridad.

La humedad máxima permitida en un depósito de seguridad ronda en torno al 65%.

Para determinar la humedad del residuo, procedemos del siguiente modo:

  • Pesamos una cápsula perfectamente limpia y seca.

  • Pesamos 5 g de muestra y los depositamos sobre la cápsula previamente pesada.

  • Introducimos la cápsula en una estufa a unos 110º C durante media hora.

  • Dejamos que se enfríe en un desecador.

  • Una vez fría, pesamos la cápsula.

  • Introducimos la cápsula nuevamente en la estufa y posteriormente en el desecador, repitiendo el proceso hasta pesada constante.

Determinación de materia orgánica (M.O)

La determinación de la materia orgánica en los residuos es importante debido a que esta parte puede fermentar y producir gases perjudiciales en un depósito de seguridad a nivel de su estabilidad.

Según la normativa, la cantidad de materia orgánica en un residuo no debe ser mayor al 15 % en peso.

El procedimiento a seguir para su determinación es el siguiente:

  • Pesamos una cápsula perfectamente limpia y seca.

  • Añadimos 5 g de muestra residual a analizar.

  • Llevamos a la mufla (550º C aproximadamente) durante una media hora y ponemos la cápsula en un desecador para su enfriamiento.

  • Pesamos la cápsula.

  • Repetimos el proceso de la mufla y el desecador hasta pesada constante.

La materia orgánica en presencia de oxígeno y a altas temperaturas se oxida descomponiéndose en dióxido de carbono, agua y cenizas. El cálculo de la materia orgánica contenida en la muestra se realiza por diferencia en las pesadas.

CÁLCULOS Y RESULTADOS:

Determinación de la humedad.

Peso de la cápsula vacía = 88,596 g

Peso de la cápsula con la tierra contaminante = 93,7667 g

Peso de la muestra = 5,1707 g

Peso de la cápsula (1ª comprobación)= 93,6958 g

Peso de la cápsula (2ª comprobación)= 93,6955 g

Peso de la tierra sin humedad = 5,0997 g

Determinación de la materia orgánica.

Peso de la cápsula vacía = 93,3623 g

Peso de la cápsula con tierra = 98,3241 g

Peso de la tierra = 4,9618 g

Peso de la cápsula (1ª comprobación)= 97,8441 g

Peso de la cápsula (2ª comprobación)= 97,8447 g

Peso de la tierra seca y sin MO = 4,4821 g

CUESTIONES:

1.- Valor de pH obtenido.

Para 10,0069 g de sólido residual disuelto en agua:

pH = 6,25

2.- Humedad expresada en % en peso.

Puesto que tenemos una cantidad inicial de 5,1707 g y tras eliminar el agua queda 5,0997 g podemos decir:

Cantidad de humedad = 5,1707 - 5,0997 = 0,071 g

%humedad = (0,071 / 5,1707) * 100 = 1,37 %

Teniendo en cuenta que el valor máximo de humedad permitido es del 65 %, este residuo sólido podría almacenarse en un depósito de seguridad.

3.- Materia orgánica expresada en % en peso.

Debemos tener en cuenta que eliminamos humedad y MO.

4,9618 g - 4,4821 g = 0,4797 g total

A este peso le restaremos la humedad, que conocemos su porcentaje, para saber la materia orgánica que tenemos:

0,4797 g * 0,0137 g = 0,0067 g de humedad

entonces la materia orgánica que tiene la muestra de tierra: 0,4797 g - 0,0067 g = 0,473 g.

%MO = (0,473 g / 4,9618 g) * 100= 9,53 % humedad

4.- Hacer un comentario sobre los resultados obtenidos.

Valores de pH ácidos facilitan la disolución de otras sustancias y, especialmente, de metales, siendo peligrosos para la salud del ser humano.

Al tener un pH de 6,25, sabemos que puede desarrollarse la vida en el seno del residuo, ya que por encima de un valor 5 puede existir vida.

El valor de la humedad es bajo (1,37 % de humedad), siendo el máximo permitido en un residuo a depositar el valor de 65 %, por lo que los problemas que podría ocasionar por producción de lixiviados estarían minimizados.

La materia orgánica contenida en el residuo es un 9,53 %, no superando los valores permitidos para su vertido, por lo cual en el depósito de seguridad los gases que formaría no supondrían un peligro para la estabilidad del depósito.

5.- Para poder tomar decisiones en el sistema de tratamiento más adecuado de RSU, es necesario considerar una serie de parámetros de caracterización de los distintos tipos de residuos. Enumerar y definir estos parámetros de caracterización.

Con respecto a la calidad del agua, cabe tener en cuenta los siguientes parámetros fundamentales:

Consumo de oxígeno: La cantidad de oxígeno que se encuentra disuelto en agua es un factor importante dependiendo del uso que se dé a la misma. Podemos encontrar los siguientes análisis como los principales:

- DBO (Demanda Bioquímica de Oxígeno): También denominada demanda biológica de oxígeno. es un parámetro que mide la cantidad de materia susceptible de ser consumida u oxidada por medios biológicos que contiene una muestra líquida, y se utiliza para determinar su grado de contaminación. Normalmente se mide transcurridos 5 días (DBO5) y se expresa en mg O2/litro. Es un método aplicable en aguas continentales (ríos, lagos, acuíferos, etc.), aguas residuales o cualquier agua que pueda contener una cantidad apreciable de materia orgánica. No es aplicable para las aguas potables debido al valor tan bajo que se obtendría, utilizándose en este caso el método de oxidabilidad con permanganato potásico. El método mide la concentración de los contaminantes orgánicos. Sin embargo, puede haber interferencias debido a que haya sustancias inorgánicas susceptibles de ser oxidadas también por las bacterias en disolución. Para evitar este hecho se añade N-aliltiourea como inhibidor.

- DQO (Demanda Química de Oxígeno): es un parámetro que mide la cantidad de materia orgánica susceptible de ser oxidada por medios químicos que hay en una muestra líquida. Se utiliza para medir el grado de contaminación y se expresa en mg O2/litro. Es un método aplicable en aguas continentales (ríos, lagos, acuíferos, etc.), aguas residuales o cualquier agua que pueda contener una cantidad apreciable de materia orgánica. No es aplicable para las aguas potables debido al valor tan bajo que se obtendría y, en este caso, se utiliza el método de oxidabilidad con permanganato potásico. El método mide la concentración de materia orgánica. Sin embargo, puede haber interferencias debido a que haya sustancias inorgánicas susceptibles de ser oxidadas (sulfuros, sulfitos, yoduros, etc.).

  • COT (Carbono Orgánico Total): Es un parámetro que indica la cantidad mínima de oxígeno que puede ser necesaria para degradar completamente el carbono orgánico contenido en la muestra.

Compuestos orgánicos sintéticos: Pueden ser importantes por el daño que pueden ocasionar al ser humano al ser vertidos en aguas que pueden ser usadas. Se trata principalmente de aceites, grasas, hidrocarburos, fenoles y fármacos. Suelen ser tóxicos.

Compuestos de nitrógeno y fósforo: El nitrógeno puede estar presente en aguas en forma de proteínas o urea. Con ayuda de oxígeno, se transformará en amoniaco, nitritos y nitratos. El fósforo es responsable de la eutrofización.

Grado de dureza: Concentración de sales de calcio y magnesio en el agua.
Más dura más concentración, más blanda menos concentración. La dureza puede ser temporal o de carbonatos, o permanente o de no-carbonatos.

Compuestos metálicos e inorgánicos tóxicos: Toman partido en procesos de eutrofización. Son importantes ya que son tóxicos y se acumulan en los organismos.

Sólidos totales: Se pueden clasificar en sólidos disueltos y coloidales (responsables del consumo de oxígeno y de procesos de toxicidad) y sólidos flotantes o de suspensión (fango que contiene un agua).

Valores de pH: Para determinar la basicidad o acidez del agua y si puede desarrollarse vida en ella, así como si pueden disolverse ciertas sustancias en ella.

Propiedades organolépticas: Son aquellas que pueden determinarse a través de los sentidos, como color, olor y sabor. El agua en condiciones normales es incolora, inodora e insípida.

Temperatura: De la misma depende la vida acuática que un agua puede contener en su seno, debido a que afecta al nivel de oxígeno disuelto y a las reacciones químicas que suceden en el agua.

Organismos patógenos: Dentro de un agua puede haber bacterias que descompongan la materia orgánica y que pueden ser perjudiciales para el uso y consumo humano.

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