Estimación de la fracción fácilmente biodegradable de la demanda química de oxígeno en aguas residuales municipales por el método de desconvolución de espectros

Abstract

Se desarrollaron una serie de modelos matemáticos para la valoración de la DQO fácilmente biodegradable (DQOFB) por desconvolución de espectros de aguas residuales (tanto UV como UV-Visible) los cuales se calibraron y validaron usando dos modificaciones del método semideterminista de Thomas et al. (1996). 64 muestras de aguas residuales de dos plantas de tratamiento municipales de San Luis Potosí, México, fueron usadas para la calibración y la validación. El método de referencia de la DQOFB fue el método fisicoquímico de Mamais et al. (1993). Los 5 espectros de referencia usados por Thomas et al. (1996) fueron determinados para aguas residuales locales (modelos B1). Se diseñó una filtración fraccionada para el afluente y el efluente para determinar el espectro de la fracción biodegradable de la materia disuelta, así fue definida una base de 6 componentes de espectros (modelos B2). Un fraccionamiento alternativo que usa la coagulación y filtración de filtración del método de Mamais et al. (1993) se empleó para la separación de la materia coloidal y disuelta. Primero se probaron modelos comunes para ambas plantas, dando como resultado una serie de calibraciones de calidad regular o mala.Por ello fueron desarrollados modelos específicos para cada planta, los cuales mostraron mejores resultados en las calibraciones. Un conjunto reducido de modelos B1 específicos de planta, que emplearon para su desconvolución parámetros como SST, materia coloidal, surfactantes y materia disuelta (modelos b1b4) presentó buenos parámetros de calibración, a saber, de un alto R2, un bajo error estándar de estimación y límites de detección y cuantificación razonables. Sin embargo, se probó la repetibilidad en 10 de estos modelos calibrando cada uno de ellos con dos juegos diferentes de datos de la misma campaña de muestreo. Para cada los modelo, las dos estimaciones de la DQOFB fueron muy diferentes, con desviaciones estándar relativas en un rango de 41- 82%. Estos resultados indican baja reproducibilidad. Además, 2 de los mejores modelos fueron validados contra 24 muestras de aguas residuales de la estación invernal. La exactitud, como porcentaje de recuperación fue muy pobre, variando entre 33 y 284%, teniendo el 85% de muestras una recuperación por abajo del 90% o por arriba del 110 %. Se concluye que los modelos de estimación no pasaron la prueba de validación. Puede suponerse que la composición de las aguas residuales es muy variable (sobre todo en una de las plantas), entonces el modelo obtenido con un número especifico de muestras no es capaz de explicar la mayor parte de muestras de otras campañas de muestreo.