Biochemiczne zapotrzebowanie tlenu (BZT)
Jest to ilość tlenu wyrażoną w mg/dm3 potrzebna na biochemiczny rozkład związków organicznych wodzie lub w ściekach w warunkach aerobowych w temperaturze 293 K.
W środowisku tlenowym drobnoustroje powodują aerobową mineralizację związków organicznych. W wyniku tego procesu związki organiczne utleniane są do dwutlenku węgla, wody, jonów amonowych, azotynowych, azotanowych, siarczanowych.
Rozpuszczalność tlenu w wodzie wynosi w temperaturze 293 K 14,6 g/m3 , 298,4 K 8,4 g/m3
W nasyconych czystych wodach powierzchniowych nasycenie tlenem wynosi
95-85%. W wodach zanieczyszczonych zawartość tlenu spada powodując przy nasyceniu poniżej 30% śnięcie ryb, zanik roślinności, fitoplanktonu,
W przypadku dużych stężeń związków organicznych zapotrzebowanie tlenu może przewyższać dostępną ilość tlenu powodując utratę zdolności do samooczyszczania i powstanie w wodzie warunków beztlenowych. Skutkiem tego produktami rozkładu są siarkowodór, metan, amoniak, skatol, indol i inne. Mogą występować także bakterie chorobotwórcze.
Zużycie tlenu na biochemiczny rozkład związków organicznych zawartych w naturalnych wodach powierzchniowych przebiega w przybliżeniu według równania kinetycznego reakcji jednocząsteczkowej (pierwszego rzędu) i zależna jest od temperatury.
BZTt= BZTc(1-10-kt)gO2/m3
k=1/t log BZT/(BZTc -BZTt)
Stała szybkości reakcji k dla wód naturalnych wynosi przeważnie 0,1. Dla wód powierzchniowych w czasie pierwszych 5 dób zapotrzebowanie tlenu wynosi 68% całkowitego biochemicznego zapotrzebowania tlenu.
Zadanie 1
Obliczyć BZT5 jeżeli całkowite BZT wynosi 45 gO2/m3, k =0,12.
BZT5= 45(1-10-0,12*5)= 45(1-0,25)=34
Zadanie 2
BZT5 wody wynosiło 6,2 gO2/m3 , k =0,08. Jakie było BZTc?
BZTc=BZT5/(1-10-0,08*5))=6,2/1-0,4=15,6 gO2/m3
Zadanie 3
Obliczyć ChZT i BZT5 wody w której rozpuszczono 0,25g/dm3 metoksyfenolu C7H8O2 Mcz 124,14.
C7H8O2+O2= CO2 + H2O
Założenie O-2, H+1
C7-4 =7C+4 +32e- *4/1
O2+4e-=2O-2*32/8
C7H8O2 +8O2=7CO2 +4H2O
Jeżeli 124,14-----256
0,25------X x=0,56gO2/dm3
C12H26
C7H8ClN
C6H8S
C8N2H8O3 Nitroacetanilid
C8 H12 O3 S Metylotoluenoslfonate M=186,2
C8H17F3N2O3P M=310, Ścieki C150H290O45N15P, HA C100H92O38N7S2
C150H290O45N15P+220 O2 = 150 CO2 +15 HNO3 +H3PO4 +136 H2O
co odpowiada 2,3 gO2/g zw i 3,9 gO2/gC a w CO2 2,7 gO2/gC