L’oxydation humide est un processus chimique pour éliminer les contaminants organiques des flux d’eaux usées. Le processus consiste à chauffer l’eau contaminée à des températures élevées et à injecter de l’air à haute pression. Les réactions de l’air avec les contaminants les oxyderont en gaz communs comme le dioxyde de carbone, qui seront ensuite séparés du courant d’eau.
L’introduction d’air à des pressions inférieures dans les courants d’eau crée un effet d’agitation, mais même à des températures plus élevées, l’air ne réagira que partiellement avec les contaminants organiques. L’élévation de la pression au-dessus du point critique de l’eau, où les molécules d’eau ne sont ni liquides ni vapeur, crée une phase unique lorsque l’air est introduit. L’air réagira très bien avec les matières organiques, et une étape ultérieure où la pression est réduite éliminera tout l’air restant et les gaz formés par la réaction.
L’eau a un point critique, une température et une pression au-dessus desquelles la vapeur et le liquide ne peuvent pas être considérés comme des phases séparées. Ce point critique est d’environ 3206 psia (221 bar) et 705°F (374°C). Au-dessus de ce point, l’eau est connue comme un fluide supercritique, et des réactions d’oxydation humide se produisent souvent dans ces conditions.
Un procédé alternatif qui permet l’utilisation de températures et de pressions inférieures est réalisé avec un catalyseur. Le flux de déchets est pressurisé avec de l’air et passé sur un catalyseur approprié, qui peut varier en fonction des contaminants. Un catalyseur favorise la réaction chimique entre l’air et les matières organiques, mais n’est ni consommé ni détruit par la réaction. Des réactions d’oxydation humide catalytique peuvent se produire dans des conditions sous-critiques, ce qui peut réduire les coûts d’exploitation et utiliser des récipients avec des pressions nominales inférieures.
Les matériaux de construction des réacteurs et des équipements associés utilisés pour l’oxydation par voie humide doivent être choisis avec soin. Les températures élevées peuvent affaiblir de nombreux métaux, ce qui peut compromettre leur résistance pour contenir les pressions nécessaires. Certains contaminants organiques créeront des composés acides au cours de la réaction et de nombreux métaux ne conviendront pas à la protection contre la corrosion. L’air chauffé sous pression peut oxyder et affaiblir les matériaux utilisés pour les produits d’étanchéité et les joints, et il faut veiller à choisir des matériaux inertes qui peuvent résister aux conditions de fonctionnement sévères.
En raison des pressions et des températures élevées nécessaires aux réactions d’oxydation par voie humide, le préchauffage des flux d’air et d’eaux usées peut améliorer l’efficacité énergétique. Des échangeurs de chaleur peuvent être employés qui utilisent les fluides à haute température quittant le réacteur pour préchauffer les courants d’air et d’eau. Une chaleur supplémentaire peut se produire à partir de la réaction de l’air avec les matières organiques, et l’utilisation de cette chaleur peut réduire les coûts d’exploitation du système.