En primer lugar, cuando se habla de indicadores de materia orgánica en el agua, todos deberían pensar que son divisibles en dos categorías: una categoría consiste en indicadores expresados ​​por la demanda de oxígeno (O2) equivalente a la cantidad de materia orgánica en el agua, y la otra categoría consiste en indicadores expresados ​​en carbono (C). Los indicadores de demanda de oxígeno son DBO/DQO/TOD y el indicador de carbono es TOC. A continuación, presentaré en detalle los indicadores anteriores de materia orgánica en el agua.

El orden de los indicadores anteriores según su valor numérico de mayor a menor es:TOD > DQO > DBO > TOC. El análisis específico es el siguiente:

[Demanda total de oxígeno TOD]

La demanda total de oxígeno (TOD) se refiere a la cantidad de oxígeno necesaria cuando las sustancias reductoras en el agua se queman a altas temperaturas y se convierten en óxidos estables, y el resultado se calcula en mg/L. El valor TOD puede reflejar el consumo de oxígeno requerido cuando casi todas las sustancias orgánicas en el agua (incluidos componentes como carbono C, hidrógeno H, oxígeno O, nitrógeno N, fósforo P, azufre S, etc.) se queman y se convierten en CO2, H2O, NOx, SO2, etc.

[TOC de carbono orgánico total]

El carbono orgánico total (TOC) es un indicador integral que representa indirectamente el contenido de materia orgánica en el agua. Los datos mostrados son el contenido de carbono total de la materia orgánica en las aguas residuales, expresado en mg/L de carbono (C). Generalmente, el TOC de las aguas residuales urbanas puede alcanzar los 200 mg/L. El rango de TOC de las aguas residuales industriales es amplio y el más alto alcanza decenas de miles de mg/L. El TOC de las aguas residuales después del tratamiento biológico secundario es generalmente< 50 mg/L.

[Demanda bioquímica de oxígeno DBO]

La Demanda Bioquímica de Oxígeno, abreviada como DBO, representa la cantidad de oxígeno disuelto consumido durante el proceso de oxidación bioquímica de los microorganismos aeróbicos que descomponen la materia orgánica en agua en condiciones de 20°C y oxígeno. Es decir, la cantidad de oxígeno necesaria para la estabilización de la materia orgánica biodegradable en agua, en mg/L. La DBO incluye no sólo el oxígeno consumido por el crecimiento, reproducción o respiración de los microorganismos aeróbicos en el agua, sino también el oxígeno consumido por la reducción de sustancias inorgánicas como los sulfuros y el hierro ferroso, aunque esta parte suele representar una proporción muy pequeña.

En condiciones naturales a 20°C, el tiempo necesario para que la materia orgánica se oxide hasta la etapa de nitrificación, es decir, para lograr una descomposición y estabilización completa, es de más de 100 días. Sin embargo, en la práctica, la demanda bioquímica de oxígeno (DBO20) de 20 días a 20°C se utiliza comúnmente para representar aproximadamente la demanda bioquímica de oxígeno. En aplicaciones de producción, 20 días todavía se considera demasiado, y la demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) de 5 días a 20°C se utiliza generalmente como indicador para medir el contenido de materia orgánica en las aguas residuales.

[Demanda química de oxígeno DQO]

La Demanda Química de Oxígeno (DQO) se refiere a la cantidad de oxidante consumida por la acción de la materia orgánica en el agua con un oxidante fuerte en determinadas condiciones, convertida en oxígeno y calculada en mg/L de oxígeno. Cuando se utiliza dicromato de potasio como oxidante, casi toda la materia orgánica (90% -95%) del agua se puede oxidar. En este momento, la cantidad de oxidante consumido convertido en oxígeno es lo que comúnmente se denomina demanda química de oxígeno, a menudo abreviada como CODcr. El valor CODcr de las aguas residuales no solo incluye el consumo de oxígeno de casi toda la materia orgánica en el agua que se oxida, sino que también incluye el consumo de oxígeno de sustancias inorgánicas reductoras como nitritos, sales ferrosas y sulfuros en el agua que se oxida.

Matriz de selección de monitoreo en línea YexSensor para materia orgánica

Preguntas frecuentes (FAQ)

P1: ¿Por qué generalmente se recomienda el monitoreo de DQO por espectrometría UV en lugar del método de dicromato de potasio para la integración en línea?
   R: El método del dicromato de potasio implica altos costos de mantenimiento, ácidos fuertes y reactivos de metales pesados, además de la eliminación de desechos peligrosos. La espectrometría UV (YEX-COD-206) no contiene reactivos, proporciona datos en tiempo real y es mucho más adecuada para sistemas de automatización y alerta temprana.

P2: ¿Cómo se aplica la relación entre DBO5 y DQO ​​en ingeniería?
   R: Al determinar la relación B/C (DBO5/DQO), los integradores pueden evaluar la biodegradabilidad. Si B/C< 0.2, the wastewater is generally unsuitable for direct biological treatment, and advanced oxidation pre-treatment units should be integrated.

P3: ¿En qué circunstancias es obligatorio el indicador TOD?
   R: La DOT suele ser necesaria para aguas residuales industriales específicas con cargas muy altas o como base para la investigación del potencial de oxidación teórico total de una masa de agua. Para la mayoría de los monitoreos de emisarios municipales e industriales, la DQO y el COT son suficientes.

P4: ¿Cómo se garantiza la precisión de la conversión de TOC a COD?
   R: La precisión depende de la estabilidad de la composición del agua. En líneas de producción con componentes fijos, TOC y COD tienen una alta correlación lineal (R² > 0,9). YexSensor permite ingresar coeficientes de compensación en el controlador para una simulación de alta precisión.

P5: ¿Fallarán los sensores UV254 en aguas residuales con alto croma (muy coloreadas), como aguas residuales de tintes?
   R: El color fuerte afecta la absorción de la luz. YexSensor utiliza compensación de longitud de onda dual (agregando una ruta de referencia de 365 nm o 546 nm) para cancelar los errores de medición causados ​​por la turbidez y algunas interferencias de color.

P6: ¿Cómo se integran estos sensores en una plataforma de IoT?
   R: Cada YexSensor tiene una ID Modbus única. Los integradores simplemente los cuelgan en un bus RS485 conectado a una DTU o PLC y leen valores de punto flotante de acuerdo con el mapa de registros proporcionado.

P7: ¿Cuál es la diferencia entre DBO20 y DBO5?
   R: DBO20 representa la demanda total de oxígeno para una oxidación bioquímica completa durante 20 días; sin embargo, debido a que el período es demasiado largo para un uso práctico, el indicador de 5 días (DBO5) se adopta universalmente como estándar de medición.

P8: ¿Cuál es el ciclo de mantenimiento típico para estos sensores?
   R: Cuando están equipados con limpieza automática, el ciclo de inspección y calibración de rutina de los sensores digitales YexSensor es generalmente de 3 a 6 meses, dependiendo de la gravedad de las incrustaciones y las incrustaciones en el agua.

Conclusión: el futuro de la integración del agua y el medio ambiente basado en datos

El seguimiento de la materia orgánica en el agua ha pasado del análisis intermitente de laboratorio a la percepción en línea en todo momento. Para los integradores de sistemas, comprender la lógica interna de TOD, DQO, DBO y TOC y seleccionar sensores con capacidades de autolimpieza y comunicación de alto rendimiento es clave para mejorar la competitividad del proyecto.

yexsensorcontinuará brindando soporte técnico subyacente a los socios industriales, ayudando a construir sistemas integrados de tratamiento de agua más inteligentes, más eficientes y más ecológicos a través de indicadores digitales precisos.

Soporte técnico e integración:
       Para obtener manuales detallados de comunicación Modbus, tablas de selección de equipos o consejos de integración para industrias específicas, comuníquese con el Centro de ingeniería de YexSensor.