Evaluación de la concentración y el tiempo de contacto de las nanopartículas de óxido de silicio para la inactivación de las bacterias E. Coli en aguas residuales municipales

Abstract

En el presente trabajo de investigación se evaluó un nuevo método de inactivación de bacterias E. coli presentes en aguas residuales municipales sintetizadas en un reactor RAFA utilizando nanopartículas de sílice (NPs-SiO2). La investigación se dividió en 3 etapas. La etapa 1 consistió en la caracterización de las NPs-SiO2, el estudio de la actividad microbiana de las NPs-SiO2, el arranque del reactor RAFA y las mediciones del reactor, en la etapa 2 se continuó las mediciones hasta determinar una eficiencia mayor del 80%, y en la etapa 3 ya con una eficiencia del 81,5% se empezó con la evaluación de concentración y el tiempo de contacto de las NPs-SiO2 para inactivar las bacterias E. coli en el efluente del reactor. Las NPs-SiO2 se caracterizaron mediante Difracción Dinámica de Luz (DLS) obteniendo un diámetro hidrodinámico entre 11 y 11,7 nm, por Microscopia Electrónica de Barrido (SEM) mostrando nanopartículas aglomeradas formando poros de menos 100 nm con forma semiesféricas, por Microscopia Electrónica de Transmisión (TEM) mostrando un diámetro menor a 20 nm y por el método de Espectrofotometría UV-Vis obteniendo un pico más elevado en 195,5 nm que corresponde al grupo funcional con el material sintetizado. En el estudio de la actividad microbiana, se realizaron lecturas de inhibición de crecimiento bacteriano de la bacteria E. coli a concentraciones bajas y altas, se obtuvieron valores de CMI de 20 ppm en concentraciones bajas y de 120 ppm en concentraciones altas. El reactor trabajó 168 días y se logró la remoción de DQO de más del 80 % con un TRH de 12,8 horas y un caudal de 4,8ml/min. Del efluente del reactor RAFA se inoculó las NPs-SiO2 a concentraciones de 20, 120 y 240 ppm y se tomaron muestras a diferentes tiempos de 2, 4, 6 horas de contacto, obteniendo un resultado óptimo de concentración y tiempo de 120 ppm en 2 horas presentando una inactivación de 71,4%, Se concluye que se logró desarrollar una metodología simple y muestra que el uso de las NPs-SiO2 pueden inactivar mas no eliminar las bacterias E. coli.