Las actividades ganaderas además de utilizar grandes volúmenes de agua, generan una alta carga de contaminantes, especialmente de tipo orgánico, los cuales llegan directamente a las fuentes de agua natural alterando la calidad de las mismas. Debido a lo anterior el objetivo del siguiente trabajo fue encontrar las condiciones óptimas de operación de un sistema de fotocatálisis heterogénea con TiO2 mediada con luz solar para el tratamiento de aguas residuales provenientes del baño de ganado; para ello se especificaron dos niveles de pH (5.0 y 7.0) y dos niveles de concentración de TiO2 (0.4 y 0.6 g/L). En cada tratamiento, se recircularon 40 L del agua residual en un colector parabólico compuesto solar durante 240 minutos. La eficiencia del sistema y la cinética de degradación se determinaron en términos de la demanda química de oxígeno (DQO). Las remociones de DQO en los tratamientos fueron mayores al 50%, mientras que el diseño experimental Taguchi y la mejor relación señal/ruido (RS/R) mostraron que las condiciones óptimas de operación se obtienen para un pH igual a 5.0 y una concentración de TiO2 de 0.6 g/L alcanzando remociones del 83.2%. La cinética de degradación fue de primer orden con mayores velocidades de reacción para las mayores cantidades de UV acumulada (>142.9 W·h/m2). Por lo tanto, la fotocatálisis heterogénea con TiO2 mediada por luz solar resulta ser un tratamiento viable para la remoción de contaminantes de tipo orgánico en efluentes afectados por el desarrollo de actividades ganaderas.