Die Nassoxidation ist ein chemischer Prozess zur Entfernung organischer Verunreinigungen aus Abwasserströmen. Der Prozess umfasst das Erhitzen des verunreinigten Wassers auf hohe Temperaturen und das Einblasen von Luft mit hohem Druck. Reaktionen der Luft mit den Verunreinigungen oxidieren sie zu gewöhnlichen Gasen wie Kohlendioxid, die später aus dem Wasserstrom abgetrennt werden.
Das Einführen von Luft mit niedrigerem Druck in Wasserströme erzeugt einen Rühreffekt, aber selbst bei höheren Temperaturen reagiert die Luft nur teilweise mit organischen Verunreinigungen. Das Anheben des Drucks über den kritischen Punkt von Wasser, an dem Wassermoleküle weder flüssig noch dampfförmig sind, erzeugt beim Einführen der Luft eine einzige Phase. Die Luft reagiert sehr gut mit den organischen Materialien, und ein späterer Schritt, bei dem der Druck verringert wird, entfernt die verbleibende Luft und die durch die Reaktion gebildeten Gase.
Wasser hat einen kritischen Punkt, eine Temperatur und einen Druck, oberhalb dessen Dampf und Flüssigkeit nicht mehr als getrennte Phasen betrachtet werden können. Dieser kritische Punkt liegt bei etwa 3206 psia (221 bar) und 705 °F (374 °C). Oberhalb dieses Punktes ist Wasser als überkritisches Fluid bekannt, und bei diesen Bedingungen treten häufig Nassoxidationsreaktionen auf.
Ein alternatives Verfahren, das die Verwendung niedrigerer Temperaturen und Drücke ermöglicht, wird mit einem Katalysator erreicht. Der Abfallstrom wird mit Luft unter Druck gesetzt und über einen geeigneten Katalysator geleitet, der je nach Verunreinigungen variieren kann. Ein Katalysator unterstützt die chemische Reaktion zwischen Luft und organischen Materialien, wird aber durch die Reaktion nicht verbraucht oder zerstört. Katalytische Nassoxidationsreaktionen können unter unterkritischen Bedingungen auftreten, wodurch die Betriebskosten gesenkt und Behälter mit niedrigeren Druckstufen verwendet werden können.
Die Konstruktionsmaterialien für die Reaktoren und die dazugehörige Ausrüstung, die für die Nassoxidation verwendet werden, müssen sorgfältig ausgewählt werden. Hohe Temperaturen können viele Metalle schwächen, was ihre Festigkeit beeinträchtigen kann, um den notwendigen Druck zu halten. Einige organische Verunreinigungen bilden während der Reaktion saure Verbindungen, und viele Metalle sind für den Korrosionsschutz nicht geeignet. Heißluft unter Druck kann Materialien, die für Dichtmittel und Dichtungen verwendet werden, oxidieren und schwächen, und es muss darauf geachtet werden, inerte Materialien zu wählen, die den harten Betriebsbedingungen standhalten.
Aufgrund der hohen Drücke und Temperaturen, die für Nassoxidationsreaktionen erforderlich sind, kann die Vorwärmung der Luft- und Abwasserströme die Energieeffizienz verbessern. Es können Wärmetauscher verwendet werden, die die den Reaktor verlassenden Hochtemperaturfluide verwenden, um die Luft- und Wasserströme vorzuwärmen. Durch die Reaktion der Luft mit den organischen Stoffen kann zusätzliche Wärme entstehen, und die Nutzung dieser Wärme kann die Betriebskosten des Systems senken.