De natte oxidatie is een effectieve methode voor de behandeling van zwaar verontreinigd afvalwater dat niet toegankelijk is voor conventionele processen. Naast de klassieke natte oxidatie zijn er verdere ontwikkelingen zoals chemische oxidatie en UV-ondersteunde natte oxidatiedie zijn afgestemd op specifieke vereisten en verontreinigingsprofielen. Deze technologieën breiden het aantal oxidatieprocessen dat kan worden gebruikt uit en verbeteren de efficiëntie en toepasbaarheid.
In dit artikel worden de basisprincipes, varianten en toepassingsgebieden van natte oxidatie, chemische oxidatie en UV-ondersteunde natte oxidatie in detail uitgelegd.
Inhoudsopgave
Chemische principes van natte oxidatie
Natte oxidatie is gebaseerd op de oxidatie van organische en anorganische vervuilende stoffen in een waterige fase bij verhoogde temperatuur en druk. In dit proces worden moleculen door zuurstof (O₂) of andere oxiderende stoffen afgebroken in kleinere, minder schadelijke componenten.
Reactiemechanismen:
Radicale vorming:
- Zuurstofmoleculen gebruiken thermische energie om radicalen (-OH) te vormen, die zeer reactief zijn.
- Deze radicalen vallen de organische verontreinigende stoffen aan en breken ze af in onschadelijke componenten.
Oxidatie van organische verbindingen:
- De organische stoffen worden omgezet in koolstofdioxide en water.
Vernietiging van giftige anorganische stoffen:
- Ammonium (NH₄⁺) wordt geoxideerd tot stikstof (N₂).
- Zwavelverbindingen (bijv. H₂S) worden omgezet in sulfaten (SO₄²-).
Verdere ontwikkelingen in natte oxidatie
1. chemische oxidatie
Chemische oxidatie breidt de klassieke natte oxidatie uit door sterke oxidatiemiddelen te gebruiken die een bijkomend oxidatief effect hebben.
Gebruikte oxidatiemiddelen:
Waterstofperoxide (H₂O₂):
- Ontleedt in hydroxylradicalen (-OH), die een hoog oxidatievermogen hebben.
Ozon (O₃):
- Zeer sterk oxidatiemiddel dat vervuilende stoffen direct of via de vorming van radicalen afbreekt.
Natriumhypochloriet (NaOCl):
- Effectief voor het vernietigen van organische vervuilende stoffen, vooral in alkalische media.
Toepassingsgebieden:
- Behandeling van afvalwater dat giftige organische stoffen bevat zoals fenolen of gehalogeneerde koolwaterstoffen.
- Vernietiging van water verontreinigd met microverontreinigingen uit de chemische industrie.
Voordelen:
- Vult thermische oxidatie aan met chemische reactietrajecten.
- Verhoogt de oxidatie-efficiëntie bij lagere temperaturen en drukken.
Nadelen:
- Kosten voor de aankoop en behandeling van oxidatiemiddelen.
- Mogelijke bijproducten zoals gehalogeneerde verbindingen.
Foto: Onze reactor voor nat-chemische oxidatie ALMA BHU UXI met ozon of volgens Fenton
2. Natte UV-oxidatie
Bij natte oxidatie met UV-straling wordt thermische of chemische oxidatie gecombineerd met UV-straling. UV-straling ondersteunt de vorming van zeer reactieve radicalen en verhoogt de afbraaksnelheid van verontreinigende stoffen.
Functioneel principe:
- UV-stralen met een golflengte van 254 nm of lager breken chemische bindingen en genereren hydroxylradicalen (-OH).
- Deze radicalen vallen organische verontreinigende stoffen aan en oxideren ze tot kooldioxide, water en anorganische residuen.
Combinatie met oxidatiemiddelen:
- Waterstofperoxide wordt door UV-stralen gesplitst in twee hydroxylradicalen.
Toepassingsgebieden:
- Afbraak van hardnekkige organische verbindingen zoals medicijnresten, pesticiden of aromatische koolwaterstoffen.
- Behandeling van afvalwater in de farmaceutische en agrochemische industrie.
Voordelen:
- Zeer efficiënte verwijdering van vervuilende stoffen.
- Vermindert de noodzaak van hoge temperaturen en drukken.
Nadelen:
- UV-bestendige reactormaterialen vereist.
- Hoog energieverbruik van de UV-lampen.
Foto: UV-reactor met gedefinieerd UV-spectrum voor de vorming van hoogradicale hydroxylradicalen van de ALMA OXI UV.
Uitdagingen en optimalisatie
Warmte en energie-efficiëntie:
- De integratie van warmteterugwinningssystemen kan het energieverbruik aanzienlijk verlagen.
Corrosie:
- Agressieve omstandigheden vereisen zeer corrosiebestendige materialen zoals titanium of Hastelloy.
Bijproducten:
- Chemische oxidatieprocessen kunnen giftige bijproducten genereren die verdere behandeling vereisen.
Onderhouds- en bedrijfskosten:
- UV-lampen moeten regelmatig worden onderhouden of vervangen.
- Hoge druk en hoge temperaturen vereisen robuuste systemen die veel onderhoud vergen.
Vergelijking van de procedures
Conclusie
Natte oxidatie is een veelzijdig en krachtig proces voor de behandeling van verontreinigd afvalwater. Verdere ontwikkelingen zoals chemische oxidatie en UV-ondersteunde natte oxidatie breiden de toepassingsmogelijkheden uit en bieden extra efficiëntiewinst. Met een zorgvuldige selectie van de technologie, afhankelijk van de specifieke afvalwaterparameters, kan afvalwater met een hoge vuilvracht doeltreffend worden behandeld. In de toekomst kunnen hybride processen en duurzame energiebronnen de economische en ecologische efficiëntie van deze processen verder verbeteren.
Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!
