Desarrollo de un modelo cinético para la desinfección fotocatalítica de agua contaminada con e. coli

Abstract

En este trabajo se estudió la influencia de las variables del proceso: concentración de fotocatalizador, potencia de irradiación, composición de sales inorgánicas en el agua: NaCl, CaCO3, MgSO4, y el pH inicial del agua, sobre la cinética de la desinfección fotocatalítica de agua con TiO2. Se utilizó un modelo tipo Langmuir-Hinshelwood compuesto por tres parámetros: La constante cinética de inactivación (k), el coeficiente adimensional de interacción bacteria-especies oxidantes (K) y el coeficiente de inhibición (n). Se encontró que la velocidad de desactivación aumenta con la cantidad de fotocatalizador y la potencia de irradiación, al mismo tiempo que el coeficiente de interacción disminuye. Por otra parte, se observó que la presencia de las sales inorgánicas ocasiona inhibición en la velocidad de desinfección, lo cual se ve reflejado en las constantes cinéticas. Adicionalmente, se encontró que al aumentar el pH inicial, la velocidad de inactivación disminuye, mientras que el coeficiente de interacción aumenta. En último lugar, se encontró que a pesar de que n en la mayoría de los casos presentó cambios muy pequeños, tiene gran influencia en el ajuste matemático de la cinética de inactivación. Finalmente, después de estudiar la sensibilidad de cada parámetro ante las diferentes variables estudiadas, se pudo hallar una correlación matemática independiente para los parámetros cinéticos k, K y n en función de la concentración de fotocatalizador y la potencia de irradiación. Lo anterior, permite la predicción de la concentración de bacterias lastimadas y no lastimadas durante el proceso de desinfección