Inactivación de Escherichia Coli en aguas residuales Domésticas mediante el proceso de fotocatálisis heterogénea (TiO2 y H2O2)

Abstract

El tratamiento de aguas residuales domésticas continúa siendo un reto ambiental crítico, especialmente en áreas urbanas con alta carga orgánica y presencia de patógenos resistentes como E. Coli. Este estudio evaluó la inactivación de E. coli en aguas residuales domésticas mediante fotocatálisis heterogénea, utilizando dióxido de titanio (TiO₂) y peróxido de hidrógeno (H₂O₂) activados por radiación UV-A. Se aplicó un diseño factorial 3³ que combinó tres niveles de TiO₂ (50, 75 y 100 mg/500 mL), H₂O₂ (0.17, 0.26 y 0.33 mL/500 mL) y pH (4, 5 y 6), dando lugar a 27 tratamientos evaluados en un reactor tipo batch. El tratamiento más efectivo, conformado por 100 mg de TiO₂, 0.26 mL de H₂O₂ y pH 4, logró una remoción del 99.42 % de E. coli en 30 minutos. La cinética de inactivación se ajustó al modelo de Chick, evidenciando un comportamiento dependiente del tiempo de exposición, mientras que para ver el efecto del oxígeno disuelto fue modelado por pseudo-primer orden, utilizando la expresión lineal ln(OD0/ODf). Adicionalmente, se registró una disminución en los parámetros fisicoquímicos tras 2 horas de tratamiento, confirmando que el proceso no solo impacta en la remoción de microorganismos, sino que también contribuye a la mejora de las condiciones fisicoquímicas del efluente. Estos hallazgos confirman que la fotocatálisis heterogénea constituye una alternativa eficaz y sostenible para la desinfección de aguas residuales domésticas, con potencial aplicación en sistemas descentralizados de tratamiento avanzado.