Springen naar inhoud

BOD/BZV bepaling voor aerobe techniek. LabProef


  • Log in om te kunnen reageren

#1

dennisjekokje

    dennisjekokje


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 11 januari 2007 - 16:13

Voor mijn studie milieukunde moet ik het BOD (biologic oxidation deman/ biologisch zuurstof verbruik) uitrekenen voor een in-situ bodemsanering. Bij een in-situ bodemsanering worden er zuurstof en nutrienten in de bodem toegevoegd d.m.v. persdruk. De biologische activiteit neemt onder de gunstige parameters toe waardoor er minerale olie dat zich in de bodem bevindt wordt afgebroken.

Het gaat dus om de afbraak van minerale olie. Het aerobe proces: C2H4OCl + O2 → CO2 + H2O + HCl

Maar goed dat was even ter informatie. Waar het nu omgaat is de test in het laboratiorium waar het BOD wordt gemeten. Dit gebeurd aan de hand van een bodemmonster van de locatie. (bevat minerale olie)

De test gaat als volgt: Bodemmonsters (175 ml) worden triplo in flessen (510 ml) bewaard op kamertemperatuur. Doordat zuurstof wordt afgebroken ontstaan er in de monsterflessen CO2. Deze wordt opgevangen door een KOH oplossing in de dop van de fles. Aan de hand van de druk die ontstaat door de CO2 vorming wordt het zuurstofverbruik gemeten. Deze meting opgeslagen met intervallen van 5 minuten in de dop van de fles. Deze meetgegevens worden naderhand of tussentijds uitgelezen met een daarvoor geschikt apparaat.

Nadat de eerste BOD (zuurstofverbruik) meetgegevens gemeten zijn ondervinden we een probleem. Namelijk: de BOD is na 20 dagen 455,7 mg, terwijl het totale in de fles 121,8 mg zuurstof aanwezig is. Hieronder de link naar de berekingen voor de resterende zuurstof in de monsterfles.

http://img163.images...untitledqx9.png

- Klopt deze bereking als 1 mmol lucht bij kamertemperatuur staat voor 24ml? De totale hoeveelheid zuurstof die zich in fles bevind is 121,8 mg.

Het monster wordt in triplo uitgevoerd. De analyses komen met elkaar overeen. Er komt geen nieuwe zuurstof in de flessen. Er moet gewoon iets fout zitten in de berekening.

Wie kan hier even naar kijken want ik kom er echt helemaal niet meer uit. Alvast super bedankt.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44865 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 11 januari 2007 - 17:27

Tot aan het aantal mg zuurstof in de fles kan ik het volgen, en klopt dat wel als je aanname van 12% zuurstof in het monstervolume klopt.
Bij wat er daarna gebeurt raak ik de draad kwijt. Wat moet ik met die mg zuurstof per liter zuurstof? Ik zie ook niet of je die BOD nou berekent of meet.

Ik zou dit aanpakken als volgt: Ik begin met x mg zuurstof in mijn fles. Na zekere tijd meet ik mijn zuurstofgehalte weer, en is dat gedaald tot y mg zuurstof. Het verbruik is het verschil x-y=z, en dat is wat mijn bacteriŽn verademt hebben.
Ik heb in de fles 0,175 L grond met dichtheid (bijv) 1,6 kg/L = 0,280 kg ds

BOD is nou z/0,28 mg/kgds.
Maar dat stuk kan ik in die sheet zo gauw niet terugvinden.

PS: C2H4OCl is gťťn minerale olie, maar een of andere VOCl.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#3

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 11 januari 2007 - 19:28

1 mmol lucht bij kamertemperatuur is inderdaad 24 ml.

Zoals ik het begrijp geeft de Sensomat meteen een BOD getal (die 455,7 mg/l ?) gebaseerd op de gemeten drukverlaging. Dat betekent echter dat het apparaat moet weten hoeveel het vrije gasvolume, in het ideale geval die 335 ml headspace, precies is. Er staat neem ik aan een maatstreep op de fles? Dat betekent wel dat een grondmonster goed aangestampt moet worden want er mag geen open (lucht) ruimte zijn want dat geeft extra vrij gasvolume en dus een fout in de meting van het apparaat. Het apparaat meet immers doodgewoon drukdaling en dat is een maat voor de verdwenen zuurstof, maar als het vrije gasvolume meer is dan 335 ml (door lucht in het monster) geeft het apparaat een te lage BOD omdat het intern rekent met die 335 ml in combinatie met de gemeten drukverlaging.

Ik kan me dan ook niet voorstellen dat het grondmonster 12 vol% zuurstof (O2) bevat want dat zou maar liefst 57 % lucht, oftewel 100ml lucht in die 175 ml grond betekenen. Controleer die 12% nog maar eens want dat moet eigenlijk nul zijn. Zuurstof opgelost in het beetje water van het grondmonster is wellicht 12 mg/liter water, oftewel verwaarloosbaar (=nul).

De gebonden zuurstof in C2H4OCl weet je niet maar dat doet niet terzake. De reactievergelijking is overigens
niet C2H4OCl + O2 → CO2 + H2O + HCl maar C2H4OCl + 2,25 O2 → 2 CO2 + 1,5 H2O + HCl maar dat doet gelukkig ook niet terzake.

Die 93,5 en 121,8 in de berekening zijn te hoog zijn want die 21 is in feite vrijwel 0 dus die 121,8 moet ongeveer 95 mg totaal aanwezige zuurstof zijn. Alles daarna in de berekening doet niet terzake. Die 1333,333 mg/l is blijkbaar 1000*32/24 oftewel de dichtheid van zuivere zuustof bij kamertemperatuur, maar wat doet dat terzake? En die 877,633 doet dus ook niks terzake en is bovendien fout.

Stel dat het inderdaad betekent dat BOD = 455,7 mg/liter grondmonster dan is dat dus 79,7 mg O2 per 175 ml grondmonster terwijl de fles ongeveer 95 mg zuurstof bevatte. Kan dus kloppen.
Hydrogen economy is a Hype.

#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44865 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 11 januari 2007 - 19:41

Ik kan me dan ook niet voorstellen dat het grondmonster 12 vol% zuurstof (O2) bevat want dat zou maar liefst 57 % lucht, oftewel 100ml lucht in die 175 ml grond betekenen.

60 % porievolume is hoog, maar niet onmogelijk hoog. Voor een losgestort monster zeker niet extreem. In een ongestoorde kleigrond mag je al gauw 50 % porievolume verwachten.
Aanstampen zal nauwelijks helpen, dat porievolume krijg je nooit naar 0 of zelfs maar daar in de buurt. Mag trouwens al niet, want dan kan het microleven niks meer doen.
Ik vraag me bij nader inzien eigenlijk af waar die 12 % precies op gebaseerd is. een 40 % of zo water in het porievolume?
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#5

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 11 januari 2007 - 21:07

Het apparaat moet "weten" hoeveel vrij gasvolume er is anders kan het niet bepalen hoe het uit de gemeten drukdaling de "verbruikte" hoeveelheid zuurstof moet berekenen. Ik ken het apparaat niet maar er zijn maar twee mogelijkheden: ofwel de gebruiker toests het monstervolume in (en het vrije gasvolume is dan 510 - monstervolume) of er staat een maatstreep op de fles en het apparaat "weet" dat het vrije gasvolume dus "altijd" die 335 ml is en rekent daarmee. Echter als het monster grond is moet het in het laatste geval wel degelijk aangestampt worden om de fles precies tot die streep te vullen. Daarna moet het natuurlijk weer losgewoeld worden om de lucht bij de bacterien te laten komen voordat de fles gesloten wordt. Grond zal niet droog zijn dus de vrije ruimte is gevuld met water wat misschien 12 mg/l (12 ppm i.p.v. 12 %) zuurstof bevat maar dat is verwaarloosbaar. Als het monstervolume wel veel vrije lucht bevat dan is de apparaataflezing van BOD=455,7 mg/liter niks waard want altijd te laag. Ten eerste is het vrije gasvolume (Vg) groter dan 335 ml, en bovendien is het werkelijke monstervolume (Vm) kleiner dan 175 m, en het is de verhouding van die twee die in de formule voorkomt dus dat gaat heel hard de verkeerde kant op.

Stel het apparaat meet een drukdaling van dP millibar en de begindruk was 1013 mbar, dan is de BOD dus: dP/1013*(1000*32/24)*Vg/Vm = 1,316*dP*(510-Vm)/Vm

Dus als dP = 181 mbar en Vm = 175 ml dan is BOD = 455,7 mg/l , maar als Vm << 175 doordat het veel lucht bevat (en dus Vg >> 335) dan is de apparaataflezing voor BOD veel te laag. Zonder correcte waarde van Vm bekend aan het apparaat weet de gebruiker dus nog niks.
Hydrogen economy is a Hype.

#6

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44865 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 11 januari 2007 - 21:58

De dichtheid van minerale bestanddelen van grond ligt rond de 2,6 g/cm≥. Droog zand (bestaande uit die minerale bestanddelen en lucht) mag je ongeveer op 1,6 g/cm≥ inschatten. In droge klei kan die dichtheid, afhankelijk van de kleisoort die de stapeling van de kleiplaatjes bepaalt, zakken naar 1,1 g/cm≥! Op basis van die cijfers kun je een porievolume vaststellen. (En ja, dat ligt voor klei beduidend hoger dan voor zand al is dat tegen iedere "volksintuÔtie". De term "zware klei" slaat op de (landbouwmechanische) bewerkbaarheid, niet op soortelijke massa..)

Aanstampen helpt niet of nauwelijks, door aanstampen zal het porievolume van zand misschien dalen van 40 naar 35 % maar daar zal het dan ook wel ver mee ophouden. Je neemt dus onvermijdelijk lucht mee met je grond. Dat porievolume kan vastgesteld worden, en hoeft dus niet voor ernstige meetfouten te zorgen.

Het resultaat wordt gewenst in mg zuurstofverbruik/kg droge stof. Die kg droge stof kan nauwkeurig worden bepaald, en op basis van de bekende dichtheid van minerale (en andere vaste) bestanddelen en vochtgehalte moet dat volume lucht dus behoorlijk netjes kunnen worden vastgesteld.

mijn conclusie: het probleem zit niet in die lucht in het monster. Dat is een normaal en onvermijdelijk gegeven. De lucht in het monster moet ingerekend worden in het aanwezige gasvolume. En dat kan netjes.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#7

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 11 januari 2007 - 22:18

Vraag blijft nog steeds: hoe weet het apparaat hoeveel lucht in het monstervolume zit, want als dat groter dan nul is zal het apparaat op zijn display een te lage waarde voor de BOD aangeven. Dan moet de gebruiker (onze topicstarter) zelf met de hand die 455,7 gaan corrigeren met de juiste waarde voor de verhouding Vg/Vm (in plaats van de ideale, door het apparaat veronderstelde 335/175) en dat wordt dan wel toch wel erg natte-vinger-werk.
Hydrogen economy is a Hype.

#8

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44865 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 11 januari 2007 - 22:34

Ik stel voor vooralsnog een reactie van dennisklokje af te wachten.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#9

dennisjekokje

    dennisjekokje


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 12 januari 2007 - 11:57

Beste Mensen,

Ik wil jullie allereerst erg bedanken voor de interessante reacties! Zo komen we al een heel stuk verder.

Waar jullie je vooral op concentreren is de aanwezige zuurstof in de fles. Het monstermateriaal (bodemmonster) bestaat uit vochtig materiaal wat niet aangestampt is. Het drogestof gehalte is inderdaad te bepalen maar wij gaan nu uit van +/- 175 gram droge stof.

Dit is niet waar het omgaat. Het totaal in mg aan zuurstof in een fles zal varieren van 90 mg tot 133 mg. (Wel hebben we onze berekening aangepast om meer duidelijkheid te cree-eren)

De sensomat meet het BOD verbruik in mg zuurstof/kgds. Hieruit komt een getal van 2604 mg zuurstof. Natuurlijk hebben wij geen liter droge stof en rekenen wij 175 gram. Hieruit komt het BOD getal van 455,7 mg. Dit is dus ver over boven het totaal aan mg zuurstof in een fles (90mg tot 133mg)

Hoe moeten we die BOD van 455,7 mg zuurstof interpreteren ten opzichte van het totaal mg zuurstof in de fles. (90 tot 133 mg)

Wij hebben de berekening aan de hand van jullie bevindingen aangepast. Hierbij hebben we gekeken naar het porienvolume en het percentage zuurstof in het bodemmonster. Als maximale verzadigingswaarde voor water hebben we genomen 9mg/l zuurstof.

Hieronder de link naar de herziene berekening:

Geplaatste afbeelding


Om onduidelijkheden te voorkomen hebben we hieronder de formule waarmee de sensomat meet gezet.

BOD = M (O2)/R*Tm * (Vt-Vl/Vl + bunzen absorbtieco-oficient Tm/To) * DeltaP(O2)

M(o2) = Moleculair gewicht (32000 mg/mol)
R = Gas constant (83.144 l*mbar/mol*K)
To = Referentie temperatuur (273,15 K)
Tm = Gemeten temperatuur
Vt = Volume fles (510 ml)
Vl = Filling zone, monstervolume
Bunzen Absorptieco-officient = (0,03103)
DeltaP(o2) = Difference of the oxygen partial pressure (hPa or mbar)


Aan de hand van de berekening hoop ik mijn vraag ook iets duidelijker te maken. Ik dank jullie echt voor jullie inzet en ik zie de reactie met belangstelling tegemoet.

#10

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44865 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 12 januari 2007 - 12:57

De sensomat meet het BOD verbruik in mg zuurstof/kgds. Hieruit komt een getal van 2604 mg zuurstof.

Even een sigarendoosberekening ter controle:

1 L lucht weegt ongeveer 1,3 g= 1300 mg
ruwweg 20 m% hiervan is zuurstof, ruwweg 260 mg dus. In een fles van een halve liter kŠn dus nooit meer dan 130 mg zuurstof aanwezig zijn. Als je de gegevens goed hebt ingevoerd in dat apparaat mag met 175 g droge stof dat apparaat dus nooit meer dan ca (1000/175) x 130 mg = 800 mg/kgds aanwijzen.

Ik ken het apparaat niet, weet niet hoe het werkt, maar mijn voorlopige conclusie:
apparaat is ziek, of gegevens zijn verkeerd in apparaat ingevoerd. :)
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#11

dennisjekokje

    dennisjekokje


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 12 januari 2007 - 14:37

[quote]1 L lucht weegt ongeveer 1,3 g= 1300 mg
ruwweg 20 m% hiervan is zuurstof, ruwweg 260 mg dus. In een fles van een halve liter kŠn dus nooit meer dan 130 mg zuurstof aanwezig zijn. Als je de gegevens goed hebt ingevoerd in dat apparaat mag met 175 g droge stof dat apparaat dus nooit meer dan ca (1000/175) x 130 mg = 800 mg/kgds aanwijzen.

Ik ken het apparaat niet, weet niet hoe het werkt, maar mijn voorlopige conclusie:
apparaat is ziek, of gegevens zijn verkeerd in apparaat ingevoerd. [/quote]

Jij hebt waarschijnlijk helemaal gelijk. We hebben het apparaat opnieuw ingesteld en wel met als; Measuring range in ml: 800 en als Filling volume in ml: 94.

Voorheen stond Measuring range in ml: 4000 en Filling volume in ml: 21. Hieronder de nieuwe parameters volgens de sensomat.

Sample number: 070112-01
I.D.number: 1
Type: BOD 90 d
Start date: 12-1-2007
Final date: 12-4-2007
GLP: off
Bottle volume in ml: 510
Desired no. of values: 360
Current date: 12-1-2007
Measurement finished: no
Measuring range in ml: 800
Starting time: 14:09
Number of heads: 2
AutoTemp: on
Filling volume in ml: 94

Ik hoop dat dit nu de goede parameters zijn. In afwachting verblijf ik.... mochten er experts zijn die toch nog foutjes zien dan hoor ik het heel erg graag.

Overigens ben ik vanmiddag een nieuwe proef gestart met de bovenstaande instellingen. :)
:)

[/quote]

#12

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 13 januari 2007 - 16:24

Het poriegehalte van aangedrukte grond is ongeveer 20% en wanneer dat gevuld is met water is de zuurstof inderdaad nihil en de fles bevatte inderdaad ongeveer 94 mg zuurstof. Maar wat je daarna doet? Wat was nu eigenlijk de echte aflezing van de Sensomat? Was dat 455,7 zoals je vroeger zei of was het 2604 ???

De formule die je geeft voor de Sensomat BOD is in feite dezelfde formule als die ik eerder gebruikte waarbij ik, voor de eenvoud, het verschil tussen Tm en To verwaarloosde. Wat ik Vm noemde noem jij Vl. Je moet overigens R*Tm en ook Vt-Vl tussen haakjes schrijven. Jouw (en mijn) formule, en dus ook de Sensomat, geeft de BOD als mg/liter en niet mg/kgds. Kijk maar naar de dimensies in de formule. Het monstervolume Vl staat in de noemer als liter, niet als kg. De dichtheid van het grondmonster komt in de hele formule niet voor.

Blijkbaar zeg je nu dat in de oude meting de filling volume ingesteld stond op 21 i.p.v. 175 ml. Dat betekent dat de echte BOD dus eigenlijk vťťl lager is dan de Sensomat-aanwijzing want er is voor dezelfde drukdaling minder zuurstof verbruikt (want minder vrij gasvolume) dan het apparaat "dacht" en bovendien moet dit gedeeld worden op die 175 ml i.p.v. die 21 ml die het apparaat gebruikte door je verkeerde input.
Met ander woorden: de factor (Vt-Vl)/Vl was eigenlijk maar (510-175)/175 = 1,914 terwijl het apparaat "dacht" dat Vl=21 ml en dus (510-21)/21 = 23,285 gebruikte om die oude BOD te berekenen, oftewel een factor 12,17 te hoog.
Overigens: betreft het hier werkelijk vervuilde grond of heb je schone grond gebruikt en daar zelfeen bepaalde hoeveelheid C2H4OCl aan toe gevoegd? In het laatste geval kun je vanuit de reactievergelijking zelf schatten hoe hoog de te meten BOD zou moeten zijn.
Hydrogen economy is a Hype.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures