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Demanda bioquímica de oxígeno carbonácea y nitrogenada (DBOc y DBOn)

1940
Laboratory analysis of carbonaceous and nitrogenous biochemical oxygen demand in wastewater treatment.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Total Biochemical Oxygen Demand (BOD) is the sum of two main processes: Carbonaceous BOD (cBOD) and Nitrogenous BOD (nBOD). cBOD is the oxygen consumed by microorganisms to oxidize organic carbon compounds. nBOD is the oxygen used in the later-stage oxidation of nitrogenous compounds, primarily ammonia (nitrification), by specific autotrophic bacteria. Distinguishing between them is important for advanced wastewater treatment.

The standard BOD5 test primarily measures cBOD because the nitrifying bacteria responsible for nBOD have a longer lag phase and slower growth rates. Significant nitrification typically begins after 5-8 days of incubation. Therefore, a standard 5-day test may underestimate the total oxygen demand of an effluent rich in ammonia. To measure cBOD exclusively, a nitrification inhibitor (e.g., allylthiourea) is added to the sample, which suppresses the activity of nitrifying bacteria. The resulting measurement is denoted as cBOD5. The nBOD can then be calculated by subtracting the cBOD from the total BOD measured in a parallel, uninhibited sample, often over a longer period (e.g., 20 days). The stoichiometry of nitrification is well-defined: approximately 4.57 mg of O2 Se consumen por cada 1 mg de nitrógeno amoniacal oxidado a nitrato. Esta elevada demanda de oxígeno convierte el control de la DBO5 en un objetivo fundamental del tratamiento moderno de aguas residuales para prevenir una grave disminución del oxígeno y proteger la vida acuática en los cuerpos de agua receptores.

UNESCO Nomenclature: 2501
– Chemistry

Tipo

Proceso químico

Ruptura

Incremental

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Descubrimiento de la nitrificación como proceso biológico por Sergei Winogradsky (finales del siglo XIX)
  • comprensión de microbiano metabolism and respiration
  • desarrollo de la prueba estándar de DBO, que reveló discrepancias que posteriormente se explicaron por la nitrificación.
  • Métodos químicos para medir las concentraciones de amoníaco y nitrato

Aplicaciones

  • Diseño de plantas avanzadas de tratamiento de aguas residuales con etapas de eliminación de nutrientes
  • evaluar el potencial total de agotamiento de oxígeno de los efluentes en las aguas receptoras
  • Monitoreo y control del proceso de nitrificación en reactores biológicos
  • Diagnóstico de problemas operativos en sistemas de lodos activados

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • desarrollo de sensores microbianos que detecten específicamente la actividad de bacterias nitrificantes
  • ingeniería de biorreactores novedosos que optimicen la nitrificación-desnitrificación simultánea (snd).
  • Utilizar herramientas genómicas para identificar y mejorar la eficiencia de las comunidades microbianas nitrificantes
  • creación de modelos que predicen la DBO5 basándose en lecturas de sensores de amoníaco en tiempo real.
  • Diseñar humedales de tratamiento específicamente para maximizar los procesos de nitrificación
  • desarrollar inhibidores que puedan aplicarse selectivamente para controlar la nitrificación en procesos industriales específicos
  • Utilización de mediciones de DBO5 para evaluar el impacto ambiental de la escorrentía agrícola
  • creación de un estándar de calidad del agua escalonado basado en límites separados para la DBOc y la DBOn.
  • developing catalizadores that accelerate ammonia oxidation for industrial water treatment
  • Integración del control de la DBO5 en sistemas para la recuperación de nitrógeno de aguas residuales como fertilizante
Related to: cBOD, nBOD, carbonaceous BOD, nitrogenous BOD, nitrification, wastewater treatment, ammonia, autotrophic bacteria, nutrient removal, allylthiourea.

Contexto histórico

Demanda bioquímica de oxígeno carbonácea y nitrogenada (DBOc y DBOn)

1900
1912
1940
1940
1950
1950
1960
1872
1910
1940
1940
1946
1950
1960
1970

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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