Fotocatálisis heterogénea para la degradación de nitratos en efluentes residuales de la agricultura en el distrito de Majes, Arequipa 2021

Abstract

El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo la degradación de concentración de nitratos en las aguas residuales de la actividad agrícola del distrito de Majes del departamento de Arequipa, aplicando el método de fotocatálisis heterogénea con dióxido de titanio industrial (Degussa P-25) como catalizador y luz solar, a través de un diseño factorial para el desarrollo del procedimiento experimental. El método de fotocatálisis heterogénea con dióxido de titanio fue llevado a cabo en un fotorreactor Batch con una lámpara solar LED, el cual simuló a un concentrador solar; donde cada prueba tuvo como parámetros constantes: cantidad de solución de 300 mL con concentración de nitratos, agitación de 500 RPM y luz solar. Este proceso fue variado con los siguientes parámetros de operación: pH en rangos de 4 a 5, tiempo de tratamiento de 60 a 120 minutos y la concentración del catalizador de 50 a 70 mg/L de acuerdo al diseño factorial establecido. La concentración de nitratos de la muestra inicial fue de 65,4 mg/L y tras aplicar el tratamiento se logró reducir el 62,08% con una concentración final de 24,8 mg/L como resultado mínimo obtenido con un valor de pH 4, concentración de catalizador de 60 mg/L (ppm) en un tiempo de tratamiento de 60 minutos y el 28,59% con una concentración final de 46,7 mg/L como el resultado más alto de las pruebas experimentales, obtenido con un valor de pH 5, y la concentración de catalizador de 50 mg/L (ppm) en un tiempo de tratamiento de 120 minutos, lo que demuestra que no hay degradación significativa. Sin embargo, este trabajo muestra a la fotocatálisis heterogénea con dióxido de titanio y luz solar al ser la fuente de energía como un método prometedor para la eliminación de nitratos u otros contaminantes más persistentes en el agua y se manifiesta como una buena alternativa sustentable y ecoamigable con el medio ambiente con bajos costos.