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#Novedades de la industria
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Cómo medir la DBO en tiempo real
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Control de la calidad del agua en línea para el tratamiento de aguas residuales
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La monitorización de la DBO en tiempo real es cada vez más popular, y no es de extrañar, ya que la alternativa es esperar 5 días a los resultados del laboratorio. La monitorización continua de la materia orgánica abre la puerta a muchas nuevas posibilidades de control y optimización del proceso de tratamiento que pueden suponer un importante ahorro de costes, una mejora de la calidad del agua y la tranquilidad del cumplimiento de la normativa. La información puede utilizarse para dosificar más eficazmente los productos químicos coagulantes con el fin de mejorar la eficacia de la eliminación de DBO y SST en los clarificadores primarios o para mejorar el control de la tasa de aireación y la proporción de reciclaje en los procesos de lodos activados.
Para las plantas de tratamiento que son propensas a los picos de carga orgánica, como las plantas de tratamiento de aguas residuales industriales, las plantas de aguas residuales municipales que reciben lixiviados de vertederos en camiones, o las plantas de aguas residuales municipales que reciben una descarga significativa de las instalaciones industriales, la detección rápida de eventos es muy beneficiosa para la toma de decisiones y la prevención de fallos en el sistema.
UNA PREGUNTA QUE NOS HACEN A MENUDO ES: ¿CÓMO SE MIDE EL BOD, UNA PRUEBA DE LABORATORIO QUE SUELE DURAR 5 DÍAS, EN TIEMPO REAL?
Para responder a esta pregunta, primero tenemos que darnos cuenta de que la DBO, aunque es un procedimiento de ensayo bioquímico en el que se mide el consumo de oxígeno de los microorganismos durante 5 días o más, es esencialmente una estimación de los elementos orgánicos biodegradables presentes en el agua. Al igual que otros productos orgánicos presentes en el agua, los orgánicos biodegradables también absorben la luz ultravioleta y, por tanto, pueden controlarse midiendo las propiedades de absorción del agua. Este principio, conocido como espectrofotometría, también se aplica a la DQO y al COT, en los que se utilizan procedimientos de ensayo diferentes a los de la DBO, pero el objetivo final sigue siendo estimar el nivel de sustancias orgánicas en el agua. La espectrofotometría ha sido tradicionalmente una medida de laboratorio, pero ahora, con los avances tecnológicos, está disponible para el entorno del proceso. Una pregunta complementaria sería: ¿cómo se relaciona la absorbancia con los componentes orgánicos?
Empecemos por repasar qué es la absorbancia.
¿QUÉ ES LA ABSORBANCIA?
En términos sencillos, los instrumentos de absorbancia (o espectrofotométricos) hacen pasar la luz a través de una célula de medición que contiene una muestra de agua y miden la cantidad de luz que se transmite a través de la columna de la muestra con un sensor al otro lado de la célula. En la práctica, la absorbancia se calcula como una medida relativa de la cantidad de luz absorbida por una muestra de agua en comparación con la cantidad de luz absorbida por una muestra de agua pura. La medida del agua de la muestra se divide por la medida del agua pura antes de calcular un logaritmo. Por lo tanto, cualquier unidad de medida de la propia luz se anula en la división. Los resultados de la medición de la absorbancia se expresan por la longitud del trayecto, donde normalmente se utiliza por 1 cm o 1 m.
Un ejemplo de medición de absorbancia sería 0,1 cm-1 o 10 m-1. El agua pura (agua desionizada) dará un valor de 0 cm-1, y el agua completamente opaca dará un valor teórico de infinito, debido a que el denominador se convierte en cero (no hay luz que atraviese la célula de la muestra). La inversa de la absorbancia es la transmitancia, que proporciona una unidad de medida de la transmisión de la luz a través del agua frente a la absorción de los compuestos del agua.
Así que la siguiente pregunta es ¿qué absorbe la luz en el agua?
¿QUÉ ABSORBE LA LUZ EN EL AGUA?
Hay muchos compuestos y sustancias diferentes que absorben la luz, como la materia orgánica (DBO, DQO, COT, DOC, UV254), el nitrato, el nitrito, el color, los sólidos coloidales, ciertos metales, los pesticidas, los tensioactivos, el gasóleo y muchos otros. Cada sustancia tiene su propio perfil de absorbencia en el espectro de la luz, por lo que si se conoce el perfil, se pueden utilizar las longitudes de onda adecuadas en el espectro de la luz para medir esa sustancia.
Los expertos de la industria, como Real Tech, han creado extensas bibliotecas de perfiles de absorbencia y ofrecen instrumentos de absorbencia espectral dedicados a detectar y medir muchos parámetros importantes y contaminantes de interés utilizando este principio de medición.
Se pueden realizar correlaciones o calibraciones sólidas con el parámetro o componente de la calidad del agua que se desea controlar, como la DBO, lo que permite la medición utilizando datos de absorbancia espectral.
Por último, vamos a profundizar en cómo una medición de absorbancia se traduce en información significativa sobre la concentración.
¿CÓMO PRODUCE LA CONCENTRACIÓN UN INSTRUMENTO DE ABSORBANCIA?
La relación entre la absorbancia (A) y la concentración está definida por la Ley de Beer-Lambert (o Ley de Beer). La Ley de Beer establece que la absorbancia de la materia en el agua es directamente proporcional a su concentración, expresada por la siguiente ecuación:
A = ε-b-c
Donde ε es la absorbencia molar de la materia en la muestra de agua, que es constante y específica para cada compuesto, b es el espesor de la columna de muestra de agua, y c es la concentración de materia en la muestra de agua. Por lo tanto, como ejemplo, si la concentración de materia orgánica en el agua se duplicara, entonces la absorbancia también se duplicaría.
Debido a esta relación, los instrumentos de absorbancia pueden ser programados para emitir un valor de concentración, en mg/L o ppm, utilizando una calibración. La mayoría de los instrumentos de absorbancia vienen con una calibración inicial de fábrica para los parámetros o compuestos elegidos, que se puede perfeccionar in situ para mejorar la precisión y la fiabilidad si es necesario.
Para simplificar aún más el uso de los instrumentos de absorbancia, algunos fabricantes, como Real Tech, han creado productos dedicados a los parámetros comunes de calidad del agua, como la DBO/DQO, el COT, el nitrato, el nitrito y otros, que tienen las longitudes de onda preseleccionadas y las calibraciones preprogramadas para que el usuario pueda seleccionar fácilmente un producto que satisfaga sus demandas de detección.
Las innovadoras tecnologías de Real Tech han permitido que las técnicas de medición de la absorbancia espectral (espectrofotometría) pasen del laboratorio al entorno del proceso de forma sencilla y eficaz.
¿CUÁLES SON LAS VENTAJAS DE UTILIZAR INSTRUMENTOS DE ABSORBENCIA ESPECTRAL PARA EL CONTROL DE LA CALIDAD DEL AGUA EN TIEMPO REAL?
El proceso de medición no requiere la preparación de la muestra, ni reactivos, ni cambiar la composición de la muestra de ninguna manera. El funcionamiento es muy sencillo y el mantenimiento del instrumento es fácil y de bajo coste.
El análisis espectral es una medición multidimensional, que permite medir múltiples parámetros con un solo sensor.
La medición es muy rápida, completada en cuestión de segundos en la mayoría de los casos, lo que convierte a los instrumentos de absorbancia espectral en una herramienta ideal para las aplicaciones de control de procesos.
Las soluciones de Real Tech utilizan el poder del análisis espectral para proporcionar una monitorización práctica, precisa y asequible en tiempo real de la DBO y de muchos otros parámetros importantes de la calidad del agua que tradicionalmente se dejan para el análisis de laboratorio, ayudando a avanzar en la gestión del agua y de las aguas residuales.