Vad är våtoxidation?

Våtoxidation är en kemisk process för att ta bort organiska föroreningar från avloppsvatten. Processen innefattar att värma det kontaminerade vattnet till höga temperaturer och injicera luft vid högt tryck. Reaktioner av luft med föroreningarna oxiderar dem till vanliga gaser som koldioxid som senare separeras från vattenströmmen.

Att införa luft vid lägre tryck i vattendrag ger en agiterande effekt, men även vid högre temperaturer reagerar luften endast delvis med organiska föroreningar. Att höja trycket över den kritiska punkten för vatten, där vattenmolekyler varken är flytande eller ånga, skapar en enda fas när luften införs. Luften kommer att reagera mycket bra med de organiska materialen, och ett senare steg där trycket sänks kommer att ta bort eventuell kvarvarande luft och gaserna som bildas av reaktionen.

Vatten har en kritisk punkt, en temperatur och ett tryck över vilket ånga och vätska inte kan ses som separata faser. Denna kritiska punkt är cirka 3206 psia (221 bar) och 705 ° F (374 ° C). Över denna punkt är vatten känt som en superkritisk vätska, och våta oxidationsreaktioner inträffar ofta vid dessa förhållanden.

En alternativ process som medger användning av lägre temperaturer och tryck åstadkommes med en katalysator. Avfallsströmmen trycksätts med luft och passeras över en lämplig katalysator, som kan variera beroende på föroreningarna. En katalysator hjälper den kemiska reaktionen mellan luften och organiska material, men konsumeras inte eller förstörs av reaktionen. Katalytiska våtoxidationsreaktioner kan förekomma under underkritiska förhållanden, vilket kan minska driftskostnaderna och använda fartyg med lägre tryckvärden.

Byggnadsmaterial för reaktorerna och tillhörande utrustning som används för våtoxidering måste väljas noggrant. Höga temperaturer kan försvaga många metaller, vilket kan äventyra deras styrka för att innehålla nödvändiga tryck. Vissa organiska föroreningar skapar sura föreningar under reaktionen, och många metaller är inte lämpliga för korrosionsskydd. Uppvärmd luft under tryck kan oxidera och försvaga material som används för tätningsmedel och packningar, och man måste vara försiktig att välja inerta material som tål de svåra driftsförhållandena.

På grund av det höga trycket och temperaturen som krävs för våta oxidationsreaktioner kan förvärmning av luft- och avloppsvatten förbättra energieffektiviteten. Värmeväxlare kan användas som använder de höga temperaturvätskorna som lämnar reaktorn för att förvärma luft- och vattendrag. Ytterligare värme kan uppstå från reaktionen av luft med de organiska ämnena, och att använda denna värme kan minska driftskostnaderna för systemet.