Usage/subjects

Chemical Oxidation



Chemische oxidatie als hoofdzuivering resulteert veelal in de omzetting van schadelijke componenten naar H2O en CO2 (complete oxidatie).
Als voorzuivering wordt chemische oxidatie ingezet om moeilijk afbreekbare componenten gedeeltelijk af te breken en zo geschikt te maken voor verdere biologische afbraak.

Principle of operation

Het werkingsprincipe in gebaseerd op de oxidatieve kracht van de oxidator. Enkele voorbeelden van veelgebruikte oxidatoren en combinaties hiervan zijn:
  • Chloorgas, gaat een reactie aan met water en vormt waterstofhypochloriet, hieruit wordt het reactieve hypochloriet ion gevormd dat zorgt voor de oxidatie.
  • Natrium- of calcium hypochloriet, hieruit wordt rechtstreeks het reactieve hypochloriet ion gevormd.
  • Chloordioxide, als gas goed oplosbaar in water, heeft een geringe oxidatiekracht en is daardoor selectief in hetgeen het oxideert.
Geavanceerde Chemische Oxidatie maakt gebruikt van het zeer reactieve OH* radicaal dat volgens verschillende processen gevormd kan worden:
  • Waterstofperoxide/ UV-straling, deze combinatie vormt het zeer reactieve OH* radicaal. (zie ook UV-desinfectie)
  • Ozon ( met en zonder UV-straling) ( zie ozon desinfectie)
  • Waterstofperoxide met ijzerzouten ( Fenton’s reagens), met ijzer als catalysator wordt het zeer reactieve OH* radicaal gevormd.
  • UV met titanium als katalysator, OH* wordt gevormd zonder toevoeging van andere chemische bestanddelen.

Figuur 1. Werking OH*- radicaal op micro-organismen

 

Installation description

De installatie bestaat uit een tank waar de oxidatiemiddel wordt toegevoegd of gevormd. Bij het gebruik van ozon is een ozon generator nodig (zie artikel Ozon-desinfectie), bij het gebruik van UV, een UV installatie ( zie UV-desinfectie). De chemische additieven worden middels een doseerpomp toegevoegd. Bij wisselende debieten is een buffertank voorgeschakeld aan de oxidatietank.

Figuur 2, processchema (geavanceerde) chemische oxidatie

Process automation and maintenance

Automatisering is mogelijk maar vergt controle.

Process variables and constraints

Belangrijke parameters zijn; het soort oxidator, de pH, vereiste concentratie en de verblijftijd. Een buffertank vangt schommelingen in het debiet op.

Zwevend stof kan storend werken en de effectiviteit van de techniek negatief beïnvloeden, voorzuivering is vereist.

Een nageschakelde  (biologische) zuivering kan hinder ondervinden van overdosering en door de vorming van tussen producten die schadelijk kunnen zijn.

Applications opportunities

Toepassingen vinden we in de:

  • Bodemsanering, behandeling van vervuild grondwater.
  • Galvanische industrie.
  • Textiel industrie, verwijderen van kleurstoffen.
  • Als voor – en nazuivering van biologische technieken.
  • Behandeling van koelwater.
  • Chemische industrie in het algemeen.
  • Drinkwaterproductie.
  • Medicijn afbraak in afvalwater van ziekenhuizen.

Pros and cons

Voordelen

  • Verre reductie mogelijk van CZV/BZV.
  • Anorganische verbindingen kunnen ook geoxideerd worden.
  • Lage verblijftijden door snelle reactie.

 

Nadelen

Elk oxidatiemiddel heeft zijn eigen specifieke voor- en nadelen.

  • Opslag en omgang met gevaarlijke chemische stoffen.
  • Kosten voor oxidator kunnen oplopen.
  • Ozon en UV hebben een hoge energievraag.
  • Gevaar op vorming toxische stoffen.

Sources

  1. EIPPCB, Reference Document on BAT in Common Waste Water and Waste Gas Treatment / Management Systems in the Chemical Sector, draft februari 2003
  2. Vlaams Gewest, EMIS, www.emis.vito.be , sept 2012
  3. Westerlaken, M. Blygold
  4. Berson UV techniek
  5. Figuur 1: Wallenius Water AB.