Inactivación de Escherichia coli presente en aguas de salida de depuradora mediante cloración y procesos de oxidación avanzada

Mendiara Co, Sarah
Mosteo Abad, Rosa (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2013
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Tecnologías del Medio Ambiente

Máster Universitario en Iniciación a la Investigación en Ingeniería Química y del Medio Ambiente

Resumen: El agua es un recurso escaso y debe ser gestionado de una manera eficiente con el objetivo de cubrir la creciente demanda que existe sobre ella. Por ello, para optimizar su uso se está extendiendo la técnica de reutilización de aguas de salida de depuradora con diversos fines. Las aguas residuales después de ser tratadas aún presentan carga microbiológica que puede suponer un riesgo de transmisión de enfermedades, por lo que la legislación ha establecido, entre otros, criterios de calidad microbiológicos que deben ser cumplidos para poder reutilizar el agua. El objetivo del presente trabajo es determinar el poder bactericida de diferentes técnicas aplicables en la regeneración de aguas de salida de depuradora y la influencia del tiempo y dosis del tratamiento sobre el indicador bacteriano Escherichia coli. Las técnicas aplicadas se basan en tratamientos convencionales, como la cloración, y en procesos de oxidación avanzada tales como la ozonización, el sistema peroxona (O3/H2O2), la fotólisis (H2O2/radiación UV/visible), la fotocatálisis (TiO2/ radiación UV/visible) y la fotocatálisis combinada con peróxido de hidrógeno. Además, mediante el estudio de cinéticas de inactivación bacteriana se comparan los resultados de desinfección de Escherichia coli con los obtenidos mediante la aplicación de los mismos tratamientos sobre Enterococcus sp., en el grupo de Investigación, Calidad y Tratamiento de Aguas de la Universidad de Zaragoza. Finalmente, se realiza un estudio económico para evaluar los costes de los procesos de desinfección aplicados en este trabajo. El proceso de cloración fue el más eficaz y rentable económicamente de los tratamientos aplicados, logrando una inactivación de Escherichia coli completa tras 20 minutos de tratamiento con 3,8 mg Cl2· L-1. El aumento de la dosis de cloro a 15 mg Cl2· L-1 aumentó la velocidad de inactivación logrando a los 5 minutos la desinfección de 8,35 unidades logarítmicas. Entre los tratamientos basados en ozono, en 15 minutos se lograron inactivar más de 6 unidades logarítmicas mediante la ozonización y el sistema peroxona con 1,4 mg H2O2· L-1, con consumos de 71,0 y 84,4 mg O3 · L-1 respectivamente. La eficacia del sistema peroxona con 20 mg H2O2· L-1 fue menor, inactivando 3 unidades logarítmicas de Escherichia coli con un consumo de 78,5 mg O3 · L-1. Los modelos de inactivación mostraron una mayor cinética en el sistema peroxona con 1,4 mg H2O2· L-1, siendo su coste económico el menor entre los procesos con ozono estudiados. En los tratamientos basados en radiación UV/visible la adición de H2O2 supuso un aumento en la velocidad de inactivación de Escherichia coli. En los ensayos TiO2/radiación UV/visible se observó un efecto sinérgico mediante la adición de dosis de peróxido de hidrógeno 20 mg H2O2· L-1. Los estudios con radiación UV/visible y 680 mg H2O2· L-1 presentaron valores de inactivación mayores, si bien, la combinación del tratamiento con TiO2 no mostró una mejora significativa en la desinfección. En tratamientos H2O2 /radiación UV/visible es la dosis de H2O2 el principal gasto, que puede disminuirse aumentando el tiempo de tratamiento. La utilización de TiO2 no es rentable. En las mismas condiciones de operación, Escherichia coli presentó una mayor sensibilidad que Enterococcus sp., a excepción del sistema peroxona con 20 mg H2O2· L-1 en los que los parámetros cinéticos fueron similares, debido posiblemente a la interacción entre el H2O2 y el O3 observada solo en el caso de los tratamientos con Escherichia coli.

Palabra(s) clave (del autor): desinfección ; escherichia coli ; cloración ; procesos de oxidación avanzada ; regeneración de aguas

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master