Mhendislik Fakltesi evre Mhendislii Blm evre Kimyas Laboratuvar

Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü Çevre Kimyası Laboratuvar II Prof. Dr. Gülfem BAKAN

Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı (BOI) 9. Hafta

BOI yani biyokimyasal oksijen ihtiyacı, aerobik olarak mikroorganizmalar tarafından organik maddelerin oksitlenmesi için gerekli oksijen miktarıdır. Bu ihtiyaç duyulan oksijen miktarını hesaplayarak organik madde miktarını tayin edebiliriz. Sarf edilen oksijen miktarının fazlalığı, sudaki organik madde miktarının fazla olduğunu gösterir.

BOI Verisinin Önemi Evsel ve endüstriyel atıksuların alıcı ortama verildiğinde, tüketecekleri Ç. O. (çözünmüş oksijen) miktarını belirlemede kullanılır. Yani alıcı ortamın kirlenme potansiyelinin saptanmasında kullanılır. Alıcı ortama atıksu deşarj limitlerinin uygunluğunun kontrolünde kullanılır.

BOI Verisinin Önemi Arıtma tesislerinin verimini belirlemede kullanılır. (Giriş ve çıkış suyu BOI değerleri). Biyolojik arıtma sistemlerinin performansının ölçülmesinde kullanılır. Tesis tasarımı ve işletilmesi için önemli bir parametredir.

BOI Tayininde Önemli Parametreler Oksijenin sudaki çözünürlüğünün çok sınırlı olması nedeniyle çok kirli sularda test sırasında ortamda yeterli oksijenin olmasını sağlamak amacıyla numunenin seyreltilmesi gereklidir. Seyrelme oranı numunedeki BOI oranına göre değişeceğinden, beklenen BOI miktarı tahmin edilerek birden fazla farklı oranlarda seyreltme yapılır. Seyreltme suyunun en az 7 mg/L Ç. O. içermesi gereklidir.

BOI Tayininde Önemli Parametreler Ölçümlerin doğruluğu için bakterilerin faaliyetlerinin gerçekleştirebilecekleri ortam hazırlanmalıdır. Bunun için seyrelme suyunun oksijen kazandırılmasının dışında mikroorganizma için gerekli besin maddelerini (azot, fosfor ve bazı iz elementler) içermesi gereklidir. Seyrelme suyunda; magnezyum sülfat, kalsiyum klorür, demir. II klorür ve fosfat tamponu vardır. Eğer atık organik maddeleri okside etmek için gerekli mikroorganizma karışımı ortamda mevcut değilse ortama aşılama yoluyla mikroorganizma eklenir.

Teorik olarak organik maddenin tam biyolojik oksidasyonu için sonsuz zaman gereklidir. Fakat pratik olması amacıyla reaksiyonun 21 günde tamamlandığı kabul edilir. Ancak laboratuvar ölçekli deneylerde 21 gün beklemek yerine reaksiyonun büyük kısmının (%70 -80) tamamlandığı 5 günü esas alıyoruz. 5 gün sonunda Ç. O. değeri 1 mg/L’nin altındaysa deney geçersiz sayılır.

BOI Deneyi İçin Uygun Koşular Ortamda toksik madde bulunmamalı. Uygun p. H (7) sağlanmalı. Tamamlayıcı besleyici elementler bulunmalı. Karanlık ortam ve 20 C sabit sıcaklık koşulları sağlanmalı. Gerekli olduğu durumda mikroorganizma aşılanmalı. Sonuçta en az 1 mg/L Ç. O. değeri olmalı.

BOI Tayin Yöntemi Yaygın olarak kullanılan iki yöntem vardır; Winkler ve Elektrot metotları. Bu deneyde Winkler yöntemi kullanılacaktır. Titrimetrik yöntemdir ve bir dizi reaksiyonlar oluşur. Eğer numunede oksijen mevcut değilse, Mn. SO 4 ve alkali iyodür reaktifleri ilave edildiğinde saf beyaz Mn(OH)2 çökeleği oluşur.

BOI Tayin Yöntemi Eğer numunede oksijen varsa Mn+2’nin bir kısmı Mn+4’e okside edilir ve kahverengi mangan oksit hidrat halde çökelir. Numunede bulunan tüm oksijenin reaksiyona girebilmesi için en az 15 kere çalkalanması gereklidir. Yeterli süreden sonra üstte berrak sıvı altta kahverengi çökelek oluşur.

BOI Tayin Yöntemi Kapak açılır H 2 SO 4 ilave edilir. Düşük p. H şartlarında Mn. O 2 I-’u okside ederek serbest I 2 oluşur. Reaksiyonun tamamlanması için tüm iyodun homojen şekilde dağılımını gerçekleştirmek için tekrar çalkalanması gereklidir. Titrasyon için sarf edilen tiyosülfat miktarı (m. L), doğrudan mg/L cinsinden Ç. O. konsantrasyonuna eşittir. 1 m. L 0, 0025 N sodyum tiyosülfat = 1 mg/L Ç. O.

Araç ve Gereçler İnkübasyon şişeleri (250 -300 ml kapasiteli özel BOİ şişeleri) 20± 1 °C sıcaklığında ayarlanabilen inkübatör veya termostatik kontrollü etüv. Büret, Pipet, Mezür ve Erlen

Kullanılan Reaktifler • • Fosfat tampon Çözeltisi Magnezyum sülfat çözeltisi Kalsiyum klorür çözeltisi Ferri klorür çözeltisi Mangan sülfat çözeltisi Alkali iyodür azodür çözeltisi Nişasta çözeltisi Sodyum tiyosülfat çözeltisi Sülfürik asit

Deneyin Yapılışı 2 tanesi 0. gün 2 tanesi 5. gün olarak kullanılmak üzere 4 adet BOI şişesi alınır. Üzerlerine seyrelme oranları ve günleri yazılır. Numune alınır üzeri şişenin ağzına kadar seyrelme suyu ile doldurulur ve kapağı kapatılır. 5. güne ait şişeler 20 -25 C’de inkübatöre yerleştirilir.

0. gün için her birine; 1 m. L Mangan sülfat (Mn. SO 4) 1 m. L alkali iyodür eklenir Hava baloncuğu kalmayacak şekilde kapatılır ve 15 defa çalkalanır. 1 m. L sülfürik asit eklenir çökelekler çözünene kadar 15 defa daha çalkalanır. 200 m. L erlene alınarak 0, 0025 N sodyum tiyosülfat ile soluk saman rengi oluşana kadar titre edilir. 3 -4 damla nişasta eklenir mavi renk oluşur. Renksiz olana kadar titrasyona devam edilir. Sarfiyat okunur. 5 gün sonunda inkübatörden alınan numunelere aynı işlem uygulanır.

Hesaplama •