SI9500109A - Apparatus and Process for Thermal Oxidative Treatment of Waste Waters - Google Patents

Description

kisik vsebujoči plin

LEVEC Janez, prof. dr. -ing.

NAPRAVA IN POSTOPEK ZA TERMIČNO OKSIDATIVNO OBDELAVO ODPADNIH VOD

Predloženi izum se nanaša na področje kemijske tehnologije in ekologije, specifično na novo napravo in na nov postopek za termično oksidativno obdelavo odpadnih vod.

Mokra oksidacija je oksidacija v vodni fazi organskih snovi in anorganskih snovi, ki se dajo oksidirati, katere so suspendirane ali raztopljene v vodnem mediju, pri zvišani temperaturi in tlaku, v prisotnosti kisik vsebujočega plina (npr. zraka), da se zmanjša kemijska poraba po kisiku (COD) vodnega medija. Za uspešno obratovanje katerega koli mokrega oksidacijskega sistema je treba upoštevati dva pomembna procesa.

Prvi proces je kontinuiren prenos kisika iz plina v tekočo fazo. Ves čas je potrebno vzdrževati zadostno koncentracijo kisika v tekoči fazi, da poteka oksidacijska reakcija v tekoči fazi. Pomembnost kontinuirnega prenosa kisika iz plina v tekočo fazo je najbolje ponazorjena s primerjavo ravnotežne koncentracije kisika v čisti vodi pri temperaturah in tlakih, uporabljenih pri mokri oksidaciji z značilnim COD za vodni medij, obdelan z mokro oksidacijo: ravnotežna koncenrtacija je pod 1 g/1, medtem ko je značilen COD v območju med 30 in 100 g/1. To pomeni, da mora biti v mokrem oksidacijskem sistemu vsaj 30-krat večja množina kisika, kot je ravnotežna koncentracija prenešena iz plina v tekočo fazo, za doseganje želenega zmanjšanja COD. Učinkovit moker oksidacijski sistem mora zato konstantno vzdrževati veliko površino za masni prenos iz plina v tekočino ter visoke koeficiente masnega prenosa iz plina v tekočino po celotnem volumnu reaktorja. Pripomočki za učinkovito dispergiranje, t.j. razbitje in razprševanje plinastih mehurčkov po celotnem volumnu reaktorja, so zato odločilnega pomena v vsakem mokrem oksidacijskem sistemu. V primeru, da tega ni, se v reaktorju za mokro oksidacijo lahko tvorijo cone brez kisika, zlasti pri pogojih, ko oksidacijska reakcija (in s tem poraba raztopljenega kisika) hitro napreduje. Ker oksidacijska reakcija v tekoči fazi ne more potekati v conah brez kisika, je posledica tega zmanjšan efektiven volumen reaktorja.

Drugi pomemben proces, ki ga je treba upoštevati, je sama intrinzična kinetika oksidacijske reakcije. Oksidacijska hitrost je po poročilih iz literature (Li et al., AIChE Journal, Vol. 37, No. 11,1991, pp. 1687-1697) prvega reda glede koncentracije raztopljenih organskih snovi in anorganskih snovi, ki se dajo oksidirati, kot tudi glede koncentracije raztopljenega kisika. Strokovnjakom je dobro razumljivo, da ima zaradi pozitivnega reda oksidacijske kinetike prednost uporaba reaktorjev z nizko stopnjo povratnega mešanja. V primeru, da gre za mokro oksidacijo, je stopnja povratnega mešanja v tekoči fazi posebno pomembna, saj se tam nahajajo organske snovi in anorganske snovi, ki se dajo oksidirati in tam poteka oksidacijska reakcija. Nižja stopnja povratnega mešanja v tekoči fazi bo terjala manjši celokupen volumen reaktorja, potreben za želeni nivo oksidacije navedenih organskih snovi in anorganskih snovi, ki se dajo oksidirati.

Povzamemo lahko, da bo učinkovit masni prenos iz plina v tekočino v reaktorju, ki obratuje pri nižji stopnji povratnega mešanja v vodni fazi, terjal manjši, kompaktnejši reaktor za želeno zmanjšanje COD. Upoštevaje visokotlačno naravo mokrega oksidacijskega postopka to predstavlja signifikantno prednost v primerjavi z manj učinkovitimi sistemi.

Učinkovit sistem za masni prenos iz plina v tekočino je predlagan v US patentu št. 3,870,631, kjer je opisana uporaba krepkega mešanja za vzpostavitev učinkovitega stika med vodno fazo in kisik vsebujočo plinasto fazo. Mešanje se ustvarja s hitro vrtečimi mešalniki napajanimi zunaj reaktorja. Jakost moči in težave s tesnenjem rotirajoče ali rotirajočih gredi so glavne pomanjkljivosti tega sistema. Alternativo, ki je glede moči manj intenzivna, so predstavili v US patentu št. 4,793,919, kjer je opisana naprava s črpalko za kroženje vodne suspenzije organskih snovi skozi razporeditev statičnih mešalnikov. Statični mešalniki obsegajo številne kadi, razvrščene v reakcijski coni. Poleg te reakcijske cone, obsega naprava tudi cono za notranje recirkuliranje zmesi. V tej recirkulacijski coni obstaja znatno manj intenziven režim masnega prenosa, saj ne vsebuje nobenih razvrščenih kadi s statičnimi mešalniki. Notranje kroženje zmesi se vzdržuje s črpalko in silo vzgona, izzvano z uvajanjem kisik vsebujočega plina v reaktor na področju, ki je ločeno od tistega, kjer je uvajana vodna suspenzija. V obeh zgoraj opisanih sistemih intenzivno mešanje ali notranje kroženje, potrebno za izboljšanje karakteristik sistema glede masnega prenosa, neizogibno izzove visoko stopnjo povratnega mešanja v vodni fazi, katera s svoje strani pogojuje velik volumen reaktorja potreben za želeno zmanjšanje

COD. Rešitev za to situacijo so običajno iskali v medsebojni zaporedni povezavi dveh ali več reaktorjev z visoko stopnjo povratnega mešanja. Oba zgoraj omenjena patenta dejansko predlagata tako razporeditev.

Pomanjkljivostim postopkov in naprav iz stanja tehnike se izognemo s predloženim izumom.

Strokovnjakom bo dobro razumljivo, da bo za kinetiko pozitivnega reda celotni reaktorski volumen zaporedja dobro mešanih reaktorjev znatno nižji od volumna enega samega dobro mešanega reaktorja, ki daje isti učinek. Vendar pa bo v primeru mokre oksidacije posledica take razporeditve dobro mešanih reaktorjev še vedno prekomeren celokupen reaktorski volumen.

Strokovnjakom bo razumljivo, da podobni zaključki veljajo tudi za zaporedja več kot dveh reaktorjev. Podobno kot v zaporedju dveh reaktorjev, je potrebno manj in milejši pogoji masnega prenosa, ko pojema COD vodnega medija, ki se pretaka skozi serijo reaktorjev. Ti milejši pogoji izzovejo nižjo stopnjo povratnega mešanja, le-to pa povzroči, da je celokupni reaktorski volumen znatno manjši, kot pa v primeru uporabe zaporedja enakih, močno mešanih reaktorjev. Strokovnjaki dobro vedo, da kažejo v praksi vsi kemični reaktorji določeno stopnjo povratnega mešanja. Reaktor v obliki kolone z mehurčki z istosmernim navzgor usmerjenim tokom plina-tekočine, kar je preprost in pogosto uporabljan reaktor za izvedbo reakcij plin-tekočina, vključno mokro oksidacijo, kaže kar znatno stopnjo povratnega mešanja v tekoči fazi. To povratno mešanje je v glavnem povzročeno z notranjo recirkulacijo tekoče faze, t.j. z lokaliziranim, navzdol usmerjenim tokom tekočine. Obseg te notranje recirkulacije je odvisen od mnogih faktorjev, kot npr. geometrije kolone (recirkulacija je npr. mnogo verjetnejša v kolonah z visokim razmerjem premera proti dolžini), lastnosti tekočin kot tudi obratovalnih pogojev, kot so pretočne hitrosti plina in tekočine. Nadaljnja hiba značilnega reaktorja v obliki kolone z mehurčki je odklon reakcijske zmesi, ki bi se morda pojavil na področju blizu centra kolone. Kolone z mehurčki so iz tega razloga zelo pogosto opremljene s prečnimi pregradami, ki so bolj ali manj ravne, sorazmerno tanke plošče nameščene pretežno pravokotno na smer toka.

Vendar pa prečne pregrade ne zmanjšajo samo odklona na minimum. Lahko tudi signifikatno zmanjšajo recirkulacijo tekoče faze v koloni z mehurčki. Običajno uporabljane pregrade v obliki diskov ali kolobarjev lahko v primeru, da so pravilno dimenzionirane in nameščene, učinkovito preprečijo navzdol usmerjeni tok tekoče faze in s tem znatno zmanjšajo povratno mešanje v koloni z mehurčki. Za kolone z visokim razmerjem premera proti dolžini bo uporaba vzdolžnih pregrad, nameščenih pretežno vzporedno s smerjo toka in segajočih praktično po celotni dolžini kolone, zmanjšala ekvivalentno razmerje premera proti dolžini in s tem zavrla notranjo recirkulacijo in posledično zmanjšala stopnjo povratnega mešanja v koloni. Uporaba pravilno dimenzioniranih in nameščenih pregrad lahko zato signifikantno izboljša storilnost reaktorja v obliki kolone z mehurčki za reakcije pozitivnega reda.

Poleg zmanjšanega povratnega mešanja pa kontinuirni trki med stranskimi pregradami in navzgor pretekajočo se zmesjo vodnega medija in mehurčkov kisik vsebujočega plina ustvarjajo učinkovito disperzijo, t.j. razbitje in razprševanje mehurčkov kisik vsebujočega plina. Učinkovitost dispergiranja bo odvisna od številnih faktorjev kot geometrije in dimenzij pregrad in njihove namestitve, premera kolone, lastnosti tekočin in zlasti intenzitete trkov med pretakajočo se zmesjo in pregradami. Intenziteta trkov bo pretežno odvisna od hitrosti pretakajoče se zmesi z ozirom na pregrade. Za fiksno določen volumen reaktorja je hitrost navzgor pretakajoče se zmesi odvisna od zadrževalnega časa potrebnega za doseganje želenega zmanjšanja COD. To hitrost lahko povečamo z recikliranjem dela iztoka iz reaktorja nazaj v dotok v reaktor. Na ta način se da doseči znatno povečanje hitrosti zmesi z ozirom na pregrade.

Strokovnjaki bodo razumeli, da recikliranje dela iztoka iz reaktorja nazaj v dotok istega reaktorja povzroči povečano stopnjo povratnega mešanja v reaktorju. To povečanje je odvisno predvsem od frakcije iztoka iz reaktorja predvsem od frakcije recikliranega nazaj v reaktor. Pri tem pa je pomemben zaključek, da s spreminjanjem frakcije recikliranega iztoka lahko nastavimo stopnjo povratnega mešanja kot tudi intenziteto interakcij med navzgor pretakajočo se zmesjo in pregradami tako, da je najprikladnejša za določeno situacijo. Ta možnost fine nastavitve obratovalnih pogojev se bo odražala na pomembnem zmanjšanju reaktorskega volumna.

Strokovnjaki bodo razumeli, da se da doseči kontrolo povratnega mešanja v tekoči fazi in istočasno ustvarjanje učinkovite disperzije mehurčkov kisik vsebujočega plina tudi z uporabo notranjih elementov reaktorja, drugačnih kot prečnih in vzdolžnih pregrad. Tako npr. lahko žične mreže ali perforirane plošče, katerih premer je pretežno enak, kot notranji premer kolone in katere so nameščene pretežno vzporedno druga proti drugi in pretežno pravokotno na vzdolžno os kolone, izvajajo enako funkcijo kot prečne pregrade. Tudi tukaj za kolone z visokim razmerjem med premerom in dolžino lahko kombiniramo žične mreže ali perforirane plošče z vzdolžnimi pregradami, kot je preje opisano. Razni tipi statičnih mešalnikov razvitih specifično za mešanje plina - tekočine, so še nadaljnji tip notranjih elementov reaktorja, ki lahko uspešno zamenjajo tako prečne kot tudi vzdolžne pregrade Tako npr. nudi trodimenzionalna struktura statičnih mešalnikov, ki jih je razvil Sulzer, učinkovito disperzijo mehurčkov kisik vsebujočega plina in istočasno znatno zmanjša povratno mešanje v tekoči fazi. Strokovnjaki bodo razumeli, da so možni tudi drugi tipi notranjih elementov reaktorjev, ne da bi se oddaljili od zamisli izuma.

Izbor tipa ali tipov notranjih elementov reaktorja za specifično uporabo je odvisen od več faktorjev. Oba najpomembnejša faktorja sta potrebna storilnost in sestava vodnega medija. Tako npr. se je treba izogniti uporabi notranjih elementov, ki radi povzročajo skepljenja, kot so npr. žične mreže ali nekateri tipi statičnih mešalnikov, v primerih, ko so trdni delci suspendirani v vodnem mediju.

Povzetek

Po enem izmed vidikov predloženega izuma predlagamo napravo za izvedbo mokre oksidacije organskih snovi in anorganskih snovi, ki se dajo oksidirati, tako, da dopušča kontrolo intenzitete masnega prenosa plin-tekočina in stopnjo povratnega mešanja v tekoči fazi v reaktorju, pri čemer obsega navedena naprava cevni reaktor s pripomočki za dispergiranje mehurčkov kisik vsebujočega plina v vodnem mediju in zmanjšanje povratnega mešanja v tekoči fazi ter z reciklirno zanko, ki ima najmanj eno črpalko za recikliranje vnaprej določene frakcije obdelanega iztoka iz reaktorja nazaj v dotok navedenega reaktorja. Po nadaljnjem vidiku predloženega izuma predlagamo napravo in postopek z uporabo navedene naprave za izvedbo mokre oksidacije organskih snovi in anorganskih snovi, ki se dajo oksidirati, kar omogoča kontrolo intenzitete masnega prenosa plin-tekočina in stopnjo povratnega mešanja v tekoči fazi, pri čemer obsega navedena naprava s pregradami opremljen cevni reaktor s pripomočki za dispergiranje mehurčkov kisik vsebujočega plina v vodnem mediju in zmanjšanje povratnega mešanja v tekoči fazi ter razdeljenega zaporedno na vsaj dva odseka, pri čemer sta navedena odseka ločena z ločilnikom, ki dopušča prost prenos mase, vendar pa samo omejen prenos gibalne količine med dvema sosednjima odsekoma, kar omogoča, da vsak izmed navedenih odsekov obratuje pri drugačni intenziteti masnega prenosa plin-tekočina in pri različni stopnji povratnega mešanja v tekoči fazi, kar daje manjši, kompaktnejši reaktorski sistem za želeno zmanjšanje COD.

Po še nadaljnjem vidiku predloženega izuma predlagamo postopek za izvedbo mokre oksidacije organskih snovi in anorganskih snovi, ki se dajo oksidirati, v zaporedju najmanj dveh reaktorjev, pri čemer vsak izmed navedenih reaktorjev obratuje pri drugačni intenziteti masnega prenosa plin-tekočina in pri drugačni stopnji povratnega mešanja v tekoči fazi, posledica tega pa je manjši, kompaktnejši reaktorski sistem za želeno zmanjšanje COD.

Opis s Primerom

Izum ponazarjamo z naslednjim izvedbenim Primerom. Predpostavimo, da poteka mokra oksidacija (ireverzibilna reakcija (psevdo)prvega reda)) v reaktorju z zelo visoko stopnjo povratnega mešanja (npr. CSTR). Predpostavimo nadalje, da je COD vstopajočega toka enak značilni vrednosti 70 g/1 in da je zadrževalni čas (t.j. volumen reaktorja) tolikšen, da se 90 % navedenega COD (npr. 63 g/1) zmanjša v reaktorju. Tedaj je COD izstopajočega toka (efluenta) 7 g/1. Sedaj pa uvedemo ta izstopajoči tok v nek drug, popolnoma enak reaktor, ki obratuje pri enaki temperaturi in tlaku. Ponovno dosežemo 90 % zmanjšanje COD v tem drugem reaktorju (t.j. 6.3 g/1), tako, daje COD izstopajočega toka 0.7 g/1.

V obeh primerih se doseže 90 % zmanjšanje vstopajočega toka. Vendar pa je bilo potrebno pri prvem reaktorju 63 g kisika na liter vodnega toka, medtem ko je bila v primeru drugega reaktorja potrebna samo desetina te množine. Jasno torej je, da je pri drugem reaktorju potreben znatno manj intenziven masni prenos iz plina v tekočino. V skladu s preje povedanim lahko dosežemo tovrsten manj intenziven režim v reaktorju z nižjo stopnjo povratnega mešanja. Zato je drugi reaktor lahko znatno manjši brez izgube storilnosti. Če se povrnemo na zgornji Primer, to pomeni naslednje. Če je prvi reaktor CSTR reaktor ali njegov ekvivalent (značilen po maksimalni stopnji povratnega mešanja) in drugi reaktor sploh nima povratnega mešanja vodne faze (reaktor z obliko toka podobni čepasti), je potrebni volumen drugega reaktorja po grobi oceni samo četrtina volumna prvega reaktorja. Neto rezultat je manjši, kompaktnejši sistem.

Prednostne izvedbe predloženega izuma so prikazane na Skicah, kjer so:

Fig. 1 je shematski pogled na napravo po enem vidiku predloženega izuma za uporabo pri mokri oksidaciji organskih snovi in anorganskih snovi, ki se jih da oksidirati;

Fig. 2 je shematski pogled na nekaj oblik prečnih pregrad, ki so učinkovite pri zmanjšanju notranjega kroženja tekoče faze v reaktorju v obliki kolone z mehurčki; Fig. 3 je shematski pogled na razporeditev prečnih in vzdolžnih pregrad za uporabo v reaktorju v obliki kolone z mehurčki in z visokim razmerjem med premerom in dolžino;

Fig. 4 je shematski pogled na razdelilnik za vstopajoči tok za enakomerno porazdelitev reakcijske zmesi v reaktorju v obliki kolone z mehurčki, porazdeljenim z vzdolžno razporeditvijo pregrad na štiri pododseke;

Fig. 5 je shematski presek naprave po nadaljnjem vidiku predloženega izuma za uporabo pri mokri oksidaciji organskih snovi in anorganskih snovi, ki se dajo oksidirati, pri katerih je reaktorska cev porazdeljena na dva odseka značilna po različni intenziteti masnega prenosa plin-tekočina in z različno stopnjo povratnega mešanja;

Fig. 6 je shematski presek dveh reaktorjev različnega tipa in velikosti za uporabo pri mokri oksidaciji organskih snovi in anorganskih snovi, ki se dajo oksidirati, medsebojno zaporedno povezanih v seriji.

Postopek in napravo v skladu z različnimi vidiki predloženega izuma lahko uporabimo za mokro oksidacijo organskih snovi in anorganskih snovi, ki se dajo oksidirati, katere so raztopljene ali suspendirane v vodnem mediju. Pravilno usklajenje pogojev, ki izboljšajo masni prenos plin-tekočina po eni strani in po drugi strani oksidacijsko kinetiko pozitivnega reda, povzroči znatno zmanjšanje celotnega reaktorskega volumna in s tem kompaktnejši sistem za mokro oksidacijo. Prednostna izvedba naprave po enem izmed vidikov predloženega izuma je prikazana na Fig. 1. Naprava obstaja iz s pregradami opremljene, v tem primeru vertikalno postavljene cilindrične tlačne posode 101 z dovodom 102 za uvajanje svežega vodnega medija in dovodom 103 za kisik vsebujoči plin, odvodom 104 za odtegnjenje obdelanega vodnega medija in reciklirne zanke 105, ki obstaja iz črpalke 106 z ustreznimi cevmi 107 in ventilom oz. ventili 108 za odtegnjenje nekoliko zmesi vodnega medija in mehurčkov kisik vsebujočega plina skozi izhod 109, nameščen na področju blizu odvoda 104, in ponovno uvedbo zmesi v reaktor skozi dovod 110 nameščen na s

mehurčkov kisik vsebujočega plina skozi izhod 109, nameščen na področju blizu odvoda 104, in ponovno uvedbo zmesi v reaktor skozi dovod 110 nameščen na področju blizu dovodov 102, 103. Prečne pregrade 111 so nameščene v notranjosti reaktorja. Interakcije med pregradami 111 in navzgor pretakajoče se zmesi vodnega medija in mehurčki kisik vsebujočih plinov povzročijo intenzivno disperzijo, t.j. razbitje in razprševanje plinastih mehurčkov in s tem izboljšan masni prenos plintekočina. Hitrost navzgor pretakajoče se zmesi in kot posledica tega intenziteta interakcij sta regulirani s spreminjanjem hitrosti recikliranja, t.j. pretočne hitrosti v reciklirni zanki 105.

Oblika pregrad, njihove dimenzije in njihove medsebojne razdalje imajo tudi pomemben vpliv na intenziteto teh interakcij. Nekatere prednostne oblike pregrad so običajno uporabljeni diski in kolobarji, shematsko prikazani na Fig. 2a in dve obliki z zarezami prikazani na Fig. 2b.

Razumljivo je, da se lahko uporablja drugačne notranje elemente reaktorja, kot so zgoraj opisane pregrade, pri napravah shematsko prikazanih na Fig. 1, ne da bi se oddaljili od zamisli predloženega izuma. Učinkovito dispergiranje mehurčkov kisik vsebujočega plina v vodnem mediju in zmanjšanje povratnega mešanja v tekoči fazi se dajo ustvariti npr. tudi z drugimi tipi notranjih elementov reaktorja, kot so žične mreže, perforirane plošče ali statični mešalniki. Premer teh notranjih elementov je pretežno enak kot notranji premer cilindrične tlačne posode 101. Nadalje je razumljivo, da se da uporabiti dva ali več različnih tipov notranjih elementov reaktorja v isti napravi.

V primeru, da gre za velik notranji premer reaktorja, lahko namestimo nekatere dodatne vzdolžne pregrade, nameščene v bistvu vzporedno z vzdolžno osjo reaktorja in segajoče praktično preko celotne dolžine reaktorja, v reaktor, da zmanjšamo njegovo ekvivalentno razmerje med premerom in dolžino ter zmanjšamo povratno mešanje v reaktorju. Pri napravi, ki je shematsko prikazana na Fig. 3, delita dve vzdolžni pregradi 301, 302 reaktorsko posodo 303 (črtkana linija) na štiri pododseke 304. Pri tej napravi je prikladno, da sveži vodni medij in kisik vsebujoči plin kot tudi reciklirano zmes enakomerno porazdelimo med vse pododseke z razdelilniki, podobno kot je shematsko prikazano na Fig. 4, pri čemer je dovod 401 povezan z reaktorskim dovodom oz. rektorskimi dovodi 102, 103, 110 in s štirimi odvodi 402, ki segajo v vsakega izmed štirih pododsekov. Vsak pododsek 304 ima lahko tudi svoj lasten izhod za odtegnjenje recikliranega toka. Seveda pa so možna tudi drugačna števila in položaj vzdolžnih pregrad v kombinaciji z drugimi tipi prečnih pregrad, kot tudi žičnih mrež, perforiranih plošč ali statičnih mešalnikov, ne da bi se oddaljili od zamisli predloženega izuma. V nekaterih primerih je lahko zaželeno in možno predhodno pomešati sveži vodni tok in reciklirano zmes kot tudi svež, kisik vsebujoč plin pred uvajanjem v reaktor. V tem primeru lahko dva ali celo vse tri dovode 102, 103, 110 nadomestimo z enim samim dovodom. V primeru, da gre za vzdolžne pregrade, ki delijo reaktor na dva ali več pododsekov, je ta kombinirani dovod lahko opremljen z razdelilnikom podobnim onemu, prikazanemu na Fig. 4. V nekaterih primerih je lahko tudi koristno, da oba, t.j. tok recikla in obdelani iztok (efluent), odtegnemo iz reaktorja kot en sam tok, ki ga nato cepimo na dva ločena tokova. V tem primeru sta odvoda 104 in 109 nadomeščena z enim samim odvodom.

Prednostna izvedba naprave po nadaljnjem vidiku predloženega izuma je prikazana na Fig. 5. Naprava obstaja iz vertikalno nameščene cevi 501 razdeljene na dva odseka z ločilnikom 502. Odsek 503 na dnu obsega dovod 504 za uvajanje svežega vodnega medija in kisik dovod 505 za kisik vsebujoči plin ter reciklirno zanko 506 s črpalko 507 za odtegnjenje zmesi vodnega medija in mehurčkov kisik vsebujočega plina skozi odvod 508 na področju blizu ločilnika 502 in ponovno uvajanje zmesi nazaj v reaktor skozi dovod 509 na področju blizu dovodov 504, 505. Odsek na dnu vsebuje prečne pregrade 510 podobne preje opisanim. Zgornji odsek 511 vsebuje tudi razporeditev prečnih pregrad 515, kije lahko podobna tisti pri odseku 510 na dnu. Vsebuje odvod 512 za odtegnjenje zmesi obdelanega vodnega medija in plinov. Ima lahko tudi dovod 513 in porazdelilnik 514 za uvajanje svežega kisik vsebujočega plina ali raztopine vodikovega peroksida v področje blizu ločilnika 502.

Podobno kot prej se da doseči učinkovito disperzijo mehurčkov kisik vsebujočega plina v vodni medij in zmanjšanje povratnega mešanja v tekoči fazi tudi z uporabo drugih tipov notranjih elementov reaktorja, kot so žične mreže, perforirane plošče in statični mešalniki. Premer teh notranjih elementov je pretežno enak, kot notranji premer vertikalno nameščene cevi 501. Da se uporabiti različne tipe notranjih elementov reaktorja za vsakega izmed zgornjih odsekov 503, 511 kot tudi v notranjosti enega ali obeh navedenih odsekov.

Ločilnik 502, ki loči odsek 503 na dnu in vrhnji odsek 511, dopušča prost prenos mase, vendar pa le omejen prenos gibalne količine pretakajoče se zmesi med obema odsekoma. To pomeni, da navzgor pretakajoča se zmes lahko prehaja skozi ločilnik 502 z dna 503 do vrhnjega odseka 511 ali pa v nasprotni smeri; vendar pa so med prehodom skozi ločilnik 502 zadušena gibanja v vseh smereh razen v smeri navzgor. Na ta način lahko obstajata dva različna režima tokov pri odseku 503 na dnu in pri vrhnjem odseku 511: v tem specifičnem primeru je intenziven, močno mešan režim v odseku 503 na dnu in sorazmerno enakomeren istosmeren navzgor usmerjen tok v zgornjem odseku 511.

Ena izmed prednostnih izvedb ločilnika 502 je perforirana plošča, katere premer je pretežno enak kot notranji premer cevi 501 ter vsebuje več luknjic, katerih ekvivalentni premer je majhen v primeri s premerom plošče in so razporejene pretežno po celotni površini plošče. Po dve ali več takih plošč je lahko nameščenih druga blizu druge, da bolje zadušijo nezaželena gibanja. Podobno lahko isto funkcijo opravlja tudi razporeditev ene ali več žičnih mrež, katerih premer je v bistvu enak kot notranji premer cevi 501 in katerih ekvivalentna velikost zanke (mesh size) je sorazmerno majhna, da lahko opravlja isto funkcijo. Poleg tega je ena izmed prednostnih izvedb za ločilnik 502 tudi statičen mešalni element, katerega premer je pretežno enak kot notranji premer cevi 501 in katerega dolžina je majhna v primeri z njenim premerom. Nadalje lahko prav tako uspešno opravlja funkcijo ločilnika 502 tudi satovje, katerega premer je v bistvu enak kot notranji premer cevi 501 in katerega debelina kot tudi ekvivalentni premer luknjice sta majhna v primeri z njegovim premerom. Satovje ja lahko narejeno bodisi iz katalitsko aktivnega ali neaktivnega materiala. Strokovnjakom je razumljivo, da so možne tudi druge izvedbe ne da bi se oddaljili od zamisli predloženega izuma.

Notranji volumen zgornjega, manj povratno mešanega odseka 511 bi bil lahko znatno manjši od volumna spodnjega odseka 503. Dejansko razmerje obeh notranjih volumnov je odvisno od učinkovitosti masnega prenosa, dejanske stopnje povratnega mešanja v prvem in drugem odseku in želenega zmanjšanja kemijske potrebe kisiku.

V primeru, da gre za velik notranji premer reaktorja, lahko podobno kot prej namestimo nekaj dodatnih vzdolžnih pregrad v enega ali oba odseka, da zmanjšamo razmerje med ekvivalentnim premerom in dolžino ter zmanjšamo povratno mešanje v reaktorju. Ponovno lahko uporabimo v spodnjem odseku 503 enega ali več razdelilnikov podobnih kot je tisti, ki je shematično prikazan na Fig. 4, za enakomerno porazdelitev navzgor pretakajoče se zmesi po vseh pododsekih. Poleg tega ima vsak pododsek lahko enega ali več svojih iztokov za odtegnjenje recikliranega toka. Tudi v tem primeru je lahko zaželeno in možno predhodno pomešanje svežega vodnega toka in reciklirane zmesi, kot tudi svežega kisik vsebujočega plina pred njihovim uvajanjem v prvi odsek. V tem primeru lahko dva ali celo vse tri dovode 504, 505, 509 nadomestimo z enim samim dovodom. V primeru, da gre za vzdolžne pregrade, ki delijo reaktor na dva ali več pododsekov, lahko ta kombinirani dovod opremimo z razdelilnikom podobnim, kot je prikazan na Fig. 4.

Mnogi laboratorijski testi so odkrili izrazite učinke površine na hitrost oksidacijskih reakcij. To pomeni, da celo materiali, ki se jih običajno uporablja za gradnjo laboratorijskih avtoklavov, kažejo nekoliko katalitične aktivnosti za oksidacijske reakcije. Obsežno površinsko področje v napravah, kot je shematsko prikazano na Fig. 1 in Fig. 5, in opremljenih s pripomočki za dispergiranje mehurčkov kisik vsebujočega plina v vodnem mediju in zmanjšanjem povratnega mešanja v tekoči fazi (dovodi v reaktorje, kot so pregrade, žične mreže, perforirane plošče ali statične razporeditve mešalnikov) in separatorji, so lahko prekriti s komponentami, ki pri pogojih v reaktorju kažejo katalitsko aktivnost za oksidacijske reakcije.

Nadaljnji vidik predloženega izuma je postopek za mokro oksidacijo organskih snovi in anorganskih snovi, ki se dajo oksidirati, pri zvišani temperaturi in tlaku v napravi shematsko prikazani na Fig. 5. Seveda pa je treba razumeti, da so tukaj možne vse variacije glede notranjih elementov reaktorja, števila odsekov, položaja in števila dovodov ali odvodov in uporaba razdelilnikov, kot smo jih preje opisali, ne da bi se oddaljili od zamisli predloženega izuma. Pri tem postopku lahko uvedemo predgreto svežo odpadno vodo pod tlakom ter kisik vsebujoč plin v odsek 503 na dnu. Ta odsek je opremljen z reciklirno zanko 506 in s pregradami 510 ter obratuje v skladu s prej povedanim pri pogojih režima intenzivnega masnega prenosa pri kontrolirani stopnji povratnega mešanja v tekoči fazi. Del zmesi vodnega medija in mehurčkov kisik vsebujočega plina, ki doseže ločilnik 502, prehaja skozi navedeni ločilnik 502 v vrhnji odsek 511. Vrhnji odsek 511 nima reciklirne zanke in zato obratuje pri nižji stopnji povratnega mešanja kot odsek 503 na dnu. Svež kisik vsebujoč plin ali raztopino vodikovega peroksida uvedemo v zgornji odsek 511 skozi dovod 513 in porazdelilnik 514. Obdelani vodni medij iz vrhnjega odseka 511 odtegnemo skozi odvod 512.

Kot smo že omenili, so nekatere komponente pokazale katalitsko aktivnost za oksidacijo organskih snovi in anorganskih snovi, ki se dajo oksidirati, pri pogojih uporabljenih za mokro oksidacijo. Za izboljšanje storilnosti pri mokrem oksidacijskem postopku lahko dodamo suspenzijo ali raztopino takih komponent k toku svežega vodnega medija, ki vstopa v odsek 503 na dnu.

Še nadaljnji vidik predloženega izuma je postopek za mokro oksidacijo organskih snovi in anorganskih snovi, ki se dajo oksidirati, suspendiranih ali raztopljenih v vodnem mediju, kateri je izveden v zaporedju dveh ali več reaktorjev z različno stopnjo povratnega mešanja. Fig. 6 shematsko kaže dva reaktorja v zaporedju. Prednostna izvedba prvega reaktorja 601 je enaka, kot je prikazano pri Fig. 1. Prednostna izvedba drugega reaktorja 602 je podobna, kot pri prvem reaktorju 601, le da - kot je tukaj prikazano - ne obsega reciklirne zanke in ima zato samo dva dovoda: en dovod 606 za uvajanje zmesi vodnega medija in kisik vsebujočega plina odtegnjenega iz prvega reaktorja 601 in drugi odvod 607 za uvajanje svežega, kisik vsebujočega plina, ali raztopine vodikovega peroksida. Drugi reaktor 602 je zato podoben zgornjemu odseku naprave prikazane shematsko na Fig. 5. Funkcija prvega reaktorja 601 in drugega reaktorja 602 je enaka, kot je opisano za spodnji odsek 502 oz. zgornji odsek 511 naprave, shematsko prikazane na Fig. 5. Vse variacije glede notranjih elementov reaktorja, položaja in števila dovodov in odvodov in uporabe razdelilnikov, kot smo jih preje opisali, so seveda tudi tukaj tukaj možne. Dva reaktorja v zaporedju namesto enega samega reaktorja razdeljenega na dva odseka, kot je shematsko prikazano na Fig. 5, je prikladno v situacijah, ko obstajajo omejitve glede celotne višine (ali dolžine) naprave.

Pri postopku mokre oksidacije organskih snovi in anorganskih snovi, ki se dajo oksidirati, pri zvišani temperaturi in tlaku v zaporedju dveh reaktorjev, prikazanih shematsko na Fig. 6, uvajamo predgreto, svežo odpadno vodo pod tlakom in kisik vsebujoči plin v prvi reaktor 601. Ta reaktor je opremljen z reciklirno zanko 603 in pregradami 604 in obratuje - kot je preje opisano - pri pogojih intenzivnega režima masnega prenosa pri kontrolirani stopnji povratnega mešanja v tekoči fazi. Obdelani odtok odtegnemo skozi odvod 605 in uvajamo v drugi reaktor 602 skozi dovod 606. Drugi reaktor 602 nima reciklirne zanke in zato obratuje pri nižji stopnji povratnega mešanja kot prvi reaktor 601. Sveži kisik vsebujoči plin ali raztopino vodikovega peroksida uvedemo v drugi reaktor skozi dovod 607. Obdelani vodni medij iz drugega reaktorja 602 odtegnemo skozi odvod 608.

Ponovno navajamo, da za izboljšanje storilnosti pri mokrem oksidacijskem postopku lahko dodajamo suspenzijo ali raztopino takih komponent k toku svežega vodnega medija, ki vstopa v prvi reaktor 601.

Ponovno navajamo, da bodo strokovnjaki razumeli, da lahko izvedemo postopek mokre oksidacije v zaporedju več kot dveh reaktorjev, ne da bi se oddaljili od zamisli predloženega izuma.

Za:

LEVEC Janez, prof. dr. -ing.

Claims (38)

1. Naprava za termično oksidativno obdelavo odpadnih vod, označena s tem, da poteka oksidacija vodnega medija organskih snovi in anorganskih snovi, ki se dajo oksidirati, pri zvišani temperaturi in tlaku z izpostavljanjem navedenega vodnega medija kisik vsebujočemu plinu v reaktorju za dovolj časa, da se zmanjša kemijska poraba po kisiku navedenega vodnega medija do vnaprej določenega želenega nivoja, pri čemer navedena naprava obsega

- cevni reaktor (101) s pripomočki za dispergiranje mehurčkov kisik vsebujočega plina v navedenem vodnem mediju in zmanjšanje povratnega mešanja v tekoči fazi;

- vsaj en dovod za uvajanje svežega vodnega medija (102) in svežega, kisik vsebujočega plina (103), pri čemer je en ali več navedenih dovodov nameščenih blizu enega konca navedenega reaktorja;

- vsaj en odvod (104/109) za odtegnjenje zmesi obdelanega vodnega medija in mehurčkov navedenega kisik vsebujočega plina, pri čemer je en ali več navedenih odvodov za obdelani odtok nameščenih na področju reaktorja pod enim ali več navedenih odvodov glede na smer toka;!

- reciklirno zanko (105) z najmanj eno črpalko (106) za črpanje in s tem kroženje navedene zmesi vodnega medija in mehurčkov kisik vsebujočega plina skozi navedeni reaktor, pri čemer navedeno kroženje obsega kontinuirno odtegnjenje dela navedene zmesi iz navedenega reaktorja in ponovno uvajanje tega recikliranega toka nazaj v navedeni reaktor, pri čemer poteka navedeno odtegnjenje skozi enega ali več navedenih odvodov za obdelani odtok ali skozi enega ali več določenih odvodov, ki se nahajajo na področju blizu enega ali več navedenih odvodov za obdelani odtok in pri čemer je navedeno ponovno uvajanje v smeri toka navzgor od področja odtegnjenja, prednostno vendar ne nujno, blizu področja, kjer se nahaja en ali več dovodov za sveži vodni medij in sveži kisik vsebujoči plin.

2. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da je navedeni cevni reaktor vertikalno orientiran in se en ali več navedenih dovodov nahaja blizu ali na dnu navedenega reaktorja in da se en ali več navedenih odvodov za navedeni obdelani odtok in navedeni reciklirani tok nahaja blizu ali na vrhu navedenega reaktorja.

3. Naprava po zahtevku 1 ali 2, označena s tem, da ima enega ali več skupnih dovodov za najmanj dva izmed naslednjih tokov: navedeni sveži vodni tok, navedeni reciklirani tok in navedeni kisik vsebujoči plin.

4. Naprava po zahtevku 1, 2 ali 3, označena s tem, da navedeni cevni reaktor vsebuje tudi razporeditev vzdolžnih pregrad, 301, 302, ki delijo navedeni reaktor na dva ali več pododsekov.

5. Naprava po zahtevku 4, označena s tem, da so uvedeni tokovi enakomerno porazdeljeni po navedenih pododsekih.

6. Naprava za termično oksidativno obdelavo odpadnih vod, označena s tem, da oksidacija vodnega medija organskih snovi in anorganskih snovi, ki se dajo oksidirati, pri zvišani temperaturi in tlaku, poteka z izpostavljanjem navedenega vodnega medija kisik vsebujočemu plinu v reaktorju za dovolj časa, da se zmanjša kemijska potreba po kisiku navedenega vodnega medija na vnaprej določeni želeni nivo, pri čemer navedena naprava obsega

- cevni reaktor (501) razdeljen zaporedno na vsaj dva odseka (503, 511);

-dva sosednja odseka ločena z ločilnikom (502), ki omogoča prost prenos mase vendar pa samo omejen prenos gibalne količine med navedenima obema sosednjima odsekoma;

- prvi, v smeri toka najvišji odsek (503) v navedenem zaporedju, kateri obsega vsaj en dovod (504) za uvajanje navedenega vodnega medija ter dovod (505) za kisik vsebujoči plin na področju oddaljenem od navedenega ločilnika;

- vsakič odsek v navedenem zaporedju, opremljen z možno izjemo zadnjega, v smeri toka najnižjega odseka, v navedenem zaporedju tako s pripomočki za dispergiranje mehurčkov kisik vsebujočega plina v navedenem vodnem mediju, kot tudi za zmanjšanje povratnega mešanja v tekoči fazi, ter z reciklirno zanko (506), ki obsega vsaj eno črpalko (507) za odtegnjenje (508) vsaj dela zmesi navedenega vodnega medija in navedenega kisik vsebujočega plina, ki doseže ločilnik med navedenim odsekom in njegovim sosednjim odsekom v smeri toka navzdol, ter dovod (509) za ponovno uvajanje navedene odtegnjene zmesi nazaj v navedeni odsek, pri čemer poteka navedeno odtegnjenje iz navedenega odseka iz področja blizu navedenega ločilnika med navedenim odsekom in njegovim sosednjim odsekom v smeri toka navzdol, in pri čemer poteka navedeno ponovno uvajanje na področju cevi v smeri toka navzdol z ozirom na navedeno področje odtegnjenja, prednostno ne pa nujno, blizu ločilnika med navedenim odsekom in njegovim sosednjim odsekom v smeri toka navzgor;

- zadnji odsek, ki je najnižji v smeri toka navzdol, v navedenem zaporedju, kateri ima vsaj en odvod (512) za odtegnjenje obdelanega vodnega medija iz navedenega reaktorja na področju navedenega odseka oddaljenem od navedenega ločilnika.

7. Naprava po zahteku 6, označena s tem, da navedeno zaporedje obsega dva odseka.

8. Naprava po zahtevku 7, označena s tem, da je notranji volumen navedenega drugega odseka manjši od notranjenega volumna navedenega prvega odseka.

9. Naprava po zahtevku 6 ali 7, označena s tem, da imajo nekateri ali vsi izmed navedenih odsekov tudi razporeditev vzdolžnih pregrad, ki ločijo vsak tak odsek na dva ali več pododsekov.

10. Naprava po zahtevku 6 ali 7, označena s tem, da ima prvi odsek enega ali več skupnih dovodov za najmanj dva izmed naslednjih tokov: navedeni sveži vodni medij, navedeno odtegnjeno zmes iz prvega odseka in navedeni sveži kisik vsebujoči plin.

11. Naprava po zahtevku 6 ali 7, označena s tem, da stopnja povratnega mešanja v navedenem vodnem mediju v vsakem odseku navedenega zaporedja ni večja od stopnje povratnega mešanja v sosednjem odseku v smeri toka navzgor.

12. Naprava po zahtevku 6 ali 7, označena s tem, da je navedeni cevni reaktor navpično orientiran, pri čemer se navedeni prvi, v smeri toka najvišji odsek, nahaja blizu dna navedenega reaktorja.

13. Naprava po zahtevku 6 ali 7, označena s tem, da navedeni ločilniki obstajajo iz ene ali več perforiranih plošč, katerih premer je pretežno enak kot notranji premer navedene cevi in so navedene perforirane plošče nameščene pretežno vzporedno druga proti drugi v razdalji največ 20 cm in pretežno pravokotno na vzdolžno os navedene cevi.

14. Naprava po zahtevku 6 ali 7, označena s tem, da navedeni ločilniki obstajajo iz ene ali več žičnih mrež, katerih premer je pretežno enak kot notranji premer navedene cevi in so navedene žične mreže nameščene pretežno vzporedno druga proti drugi v razdalji največ 20 cm in pretežno pravokotno na vzdolžno os navedene cevi.

15. Naprava po zahtevku 6 ali 7, označena s tem, da navedeni ločilniki obstajajo iz satovja, katerega premer je pretežno enak kot notranji premer navedene cevi in katerega debelina ni večja od 20 cm ter je nameščeno pretežno pravokotno na vzdolžno os navedene cevi.

16. Naprava po zahtevku 6 ali 7, označena s tem, da navedeni ločilniki obstajajo iz razporeditve statičnh mešalnikov za plin-tekočino, katere premer je pretežno enak kot notranji premer navedene cevi in katere debelina je majhna v primeri z njenim premerom ter je nameščena pretežno pravokotno na vzdolžno os navedene cevi.

17. Naprava po zahtevku 6 ali 7, označena s tem, da je navedeni zadnji odsek vertikalna kolona z mehurčki s sotočnim navzgor usmerjenim tokom navedene zmesi vodnega medija in mehurčkov kisik vsebujočega plina, pri čemer uvajamo navedeni vodni medij in mehurčke kisik vsebujočega plina skozi navedeni ločilnik blizu dna navedenega zadnjega odseka ter odtegnemo navedeni vodni medij blizu vrha navedenega zadnjega odseka.

18. Naprava po zahtevku 6 ali 7, označena s tem, da imajo nekateri ali vsi navedeni odseki dovod (513) za uvajanje svežega, kisik vsebujočega plina ali raztopine vodikovega peroksida na področje navedenega odseka blizu ločilnika iz njegovega sosednjega odseka v smeri toka navzgor.

19. Naprava po zahtevku 18, označena s tem, da navedeni sveži kisik vsebujoči plin ali navedeno raztopino vodikovega peroksida predhodno pomešamo z reciklirnim tokom, odtegnjenim iz istega odseka, preden ga (ponovno) uvedemo v navedeni reaktor.

20. Naprava po zahtevku 1, 6 ali 7, označena s tem, da so vsaj nekateri izmed navedenih pripomočkov za dispergiranje mehurčkov kisik vsebujočega plina v vodnem mediju in zmanjšanje povratnega mešanja v tekoči fazi in navedeni ločilniki pokriti s katalitsko aktivnim materialom za oksidacijo navedenih organskih snovi in anorganskih snovi, ki se dajo oksidirati.

21. Naprava po zahtevku 20, označena s tem, da navedeni katalizator obstaja iz ene ali več spojin iz naslednjega seznama: krom, železo, mangan, cink, cerijev oksid, kromov oksid, kobaltov oksid, bakrov oksid, feri-oksid, fero-oksid, vanadijev oksid in cinkov oksid.

22. Postopek za termično oksidativno obdelavo odpadnih vod, označen s tem, da oksidiramo v vodnem mediju organske snovi in anorganske snovi, ki se dajo oksidirati, pri zvišani temperaturi in tlaku, z izpostavljanjem navedenih organskih snovi in anorganskih snovi kisik vsebujočemu plinu v času, ki zadošča za zmanjšanje kemijske potrebe po kisiku navedenega vodnega medija do vnaprej določenega želenega nivoja v cevnem reaktorju (501), razdeljenim zaporedno na najmanj dva odseka (503, 511), pri čemer sta dva sosednja odseka ločena z ločilnikom (502), ki omogoča prost prenos mase, vendar samo omejen prenos gibajne količine med navedenima dvema sosednjima odsekoma, pri čemer ima vsak izmed navedenih odsekov, z morebitno izjemo zadnjega, v smeri toka najnižjega odseka, v navedenem zaporedju pripomočke za dispergiranje mehurčkov kisik vsebujočega plina v navedenem vodnem mediju in za zmanjšanje povratnega mešanja v tekoči fazi, ter reciklirno zanko (506), ki vsebuje najmanj eno črpalko (507) za odtegnjenje dela zmesi navedenega vodnega medija in navedenega kisik vsebujočega plina, ki doseže ločilnik med navedenim odsekom in njegovim sosednjim odsekom v smeri toka navzdol, ter ponovno uvajanje navedene odtegnjene zmesi nazaj v navedeni odsek, ki obsega

- obratovanje navedenega reaktorja pri navedeni zvišani temperaturi in tlaku, ki pospeši oksidacijo navedenih organskih snovi in anorganskih snovi v vodnem mediju ob minimalnem razvijanju pare;

- uvajanje kisik vsebujočega plina (505) in navedenega vodnega medija (504) organskih snovi in anorganskih snovi v prvi odsek navedenega reaktorja;

- obratovanje vsakega izmed navedenih odsekov v zaporedju pri pogojih, ki pospešijo disperzijo mehurčkov navedenega kisik vsebujočega plina v navedenem vodnem mediju;

- obratovanje vsakega odseka v navedenem zaporedju pri taki stopnji povratnega mešanja v navedenem vodnem mediju, ki ni višja od stopnje povratnega mešanja v odseku v smeri pretoka navzgor;

- vzdrževanje navedenega vodnega medija v vsakem odseku navedenega zaporedja v času, ki zadošča za zmanjšanje kemijske potrebe po kisiku navedenega vodnega medija do vnaprej določenega, zaželenega nivoja za navedeni odsek v zaporedju;

- odstranjevanje pri (512) obdelanega vodnega medija in plinov odtegnjenih iz navedenega zadnjega odseka v zaporedju.

23. Postopek po zahtevku 22, označen s tem, da navedeno zaporedje obstaja iz dveh odsekov, pri čemer drugi odsek obratuje pri taki stopnji povratnega mešanja v navedenem vodnem mediju, ki je nižja kot pa v prvem odseku navedenega zaporedja, in kjer vzdržujemo navedeni vodni medij v navedenem prvem odseku dovolj dolgo, da dobimo vsaj 65 % celokupnega zmanjšanja kemijske potrebe po kisiku, dobljene pri navedenem procesu.

24. Postopek po zahtevku 22 ali 23, označen s tem, da je navedena zvišana temperatura v območju 200 do 370 °C in navedeni zvišani tlak v območju 20 do 220 bar.

25. Postopek po zahtevku 24, označen s tem, da večino navedene zmesi vodnega medija in mehurčkov kisik vsebujočega plina, ki doseže en ali več navedenih ločilnikov med dvema sosednjima odsekoma, odtegnemo pri (508) iz navedenega reaktorja, preden prehaja skozi enega ali več navedenih ločilnikov, ter jo recikliramo nazaj v isti odsek navedenega reaktorja, iz katerega je bila odtegnjena, pri čemer je navedena disperzija mehurčkov navedenega kisik vsebujočega plina v navedenem vodnem mediju ustvarjena s kontinuirnimi trki med navedenimi pripomočki za dispergiranje mehurčkov kisik vsebujočega plina v navedenem vodnem mediju ter z zmanjšanjem povratnega mešanja v tekočini in pretakajoči se zmesi vodnega medija in mehurčkov kisik vsebujočega plina.

26. Postopek po zahtevku 24, označen s tem, da uvedemo sveži kisik vsebujoči plin ali raztopino vodikovega peroksida v vsaj nekatere izmed navedenih odsekov v zaporedju na področju navedenih odsekov blizu ločilnika navedenega odseka in njegovega sosednjega odseka v smeri pretoka navzgor.

27. Postopek po zahtevku 24, označen s tem, da uvedemo suspenzijo ali raztopino katalizatorja za oksidacijo navedenih organskih snovi in anorganskih snovi, ki se dajo oksidirati, v navedeni prvi odsek.

28. Postopek po zahtevku 27, označen s tem, da navedeni katalizator obstaja iz ene ali več spojin z naslednjega seznama: krom, železo, mangan, cink, cerijev oksid, kromov oksid, kobaltov oksid, bakrov oksid, feri-oksid, fero-oksid, vanadijev oksid in cinkov oksid.

29. Postopek po zahtevku 23, označen s tem, da je notranji volumen navedenega drugega odseka manjši od volumna navedenega prvega odseka.

30. Postopek za oksidacijo vodnega medija organskih snovi in anorganskih snovi, ki se dajo oksidirati, označen s tem, da poteka pri zvišani temperaturi in tlaku z izpostavljanjem navedenih organskih snovi in anorganskih snovi kisik vsebujočemu plinu v času, ki zadošča za zmanjšanje kemijske potrebe po kisiku navedenega vodnega medija do vnaprej določenega želenega nivoja v zaporedju vsaj dveh vertikalnih cevnih reaktorjev, pri čemer so navedeni reaktorji medsebojno zaporedno povezani tako, da odtegnjeni obdelani vodni medij navedenih organskih snovi in anorganskih snovi ter plinov iz zgornjega reaktorja (601) v smeri toka uvedemo v spodnji reaktor (602) v smeri toka, pri čemer ima vsak izmed navedenih reaktorjev, z morebitno izjemo zadnjega, v smeri toka najnižjega reaktorja v navedenem zaporedju, pripomočke za dispergiranje mehurčkov kisik vsebujočega plina v navedenem vodnem mediju in za zmanjšanje povratnega mešanja v tekoči fazi, ter reciklirno zanko (603), ki ima vsaj eno črpalko za črpanje in s tem kroženje navedene zmesi vodnega medija in mehurčkov kisik vsebujočega plina skozi navedeni reaktor, pri čemer navedeno kroženje obsega kontinuirno odtegnjenje iz navedenega reaktorja dela navedene zmesi in ponovno uvajanje tega reciklirnega toka nazaj v navedeni reaktor, ki obsega

- obratovanje navedenih reaktorjev pri navedeni zvišani temperaturi in tlaku, ki pospeši oksidacijo navedenih organskih snovi in anorganskih snovi v vodnem mediju ob minimalnem razvijanju pare;

- uvajanje kisik vsebujočega plina in navedenega vodnega medija organskih snovi in anorganskih snovi v prvi reaktor navedenega zaporedja;

- obratovanje vsakega izmed navedenih reaktorjev v seriji pri pogojih, ki pospešijo disperzijo mehurčkov navedenega kisik vsebujočega plina v navedenem vodnem mediju;

- obratovanje vsakega reaktorja v navedenem zaporedju pri stopnji povratnega mešanja v navedenem vodnem mediju, ki ni višja od stopnje povratnega mešanja v zgornjem reaktorju v smeri gibanja toka;

- uvajanje vsaj dela navedene zmesi vodnega medija in mehurčkov kisik vsebujočega plina odtegnjene iz vrhnjega reaktorja v smeri gibanja toka v spodnji reaktor (606) v smeri gibanja toka;

- vzdrževanje navedenega vodnega medija v vsakem reaktorju v navedem zaporedju v času, ki zadošča za zmanjšanje kemijske potrebe po kisiku navedenega vodnega medija do vnaprej določenega želenega nivoja za navedeni reaktor v seriji;

- odstranjevanje obdelanega vodnega medija in plinov odtegnjenih iz navedenega zadnjega reaktorja v zaporedju.

31. Postopek po zahtevku 30, označen s tem, da navedeno zaporedje obstaja iz dveh reaktorjev, pri čemer drugi reaktor obratuje pri taki stopnji povratnega mešanja v navedenem vodnem mediju, ki je nižja kot pa v prvem reaktorju navedenega zaporedja, in kjer vzdržujemo navedeni vodni medij v navedenem prvem reaktorju dovolj dolgo, da dobimo vsaj 65 % zmanjšanje celokupne kemijske potrebe po kisiku, dobljene pri navedenem procesu.

32. Postopek po zahtevku 30 ali 31, označen s tem, da je navedena zvišana temperatura v območju 200 do 370 °C in navedeni zvišani tlak v območju 20 do 220 bar.

33. Postopek po zahtevku 32, označen s tem, da večino navedene zmesi vodnega medija in mehurčkov kisik vsebujočega plina, odtegnjenega pri odvodu katerega koli reaktorja, z možno izjemo zadnjega reaktorja v navedenem zaporedju, recikliramo nazaj v dovod istega reaktorja v navedenem zaporedju, pri čemer je navedena disperzija mehurčkov navedenega kisik vsebujočega plina v navedenem vodnem mediju ustvarjena s kontinuirnimi trki med navedenimi pripomočki za dispergiranje mehurčkov kisik vsebujočega plina v navedenem vodnem mediju ter z zmanjšanjem povratnega mešanja v tekočini in navzgor pretakajoči se zmesi vodnega medija in mehurčkov kisik vsebujočega plina.

34. Postopek po zahtevku 32, označen s tem, da je navedeni zadnji reaktor v navedenem zaporedju vertikalen reaktor v obliki kolone z mehurčki z istosmernim navzgor usmerjenim tokom navedene zmesi vodnega medija in mehurčkov kisik vsebujočega plina, pri čemer uvedemo navedeni vodni medij in mehurčke kisik vsebujočega plina blizu dna navedenega reaktorja, obdelani vodni medij pa odtegnemo blizu vrha navedenega reaktorja.

35. Postopek po zahtevku 32, označen s tem, da uvedemo sveži, kisik vsebujoči plin ali raztopino vodikovega peroksida v vsaj nekatere izmed navedenih reaktorjev v zaporedju na področju navedenih reaktorjev blizu področja, kjer uvajamo navedeno zmes vodnega medija in mehurčkov kisik vsebujočega plina, odtegnjeno iz vrhnjega reaktorja v smeri gibanja toka.

36. Postopek po zahtevku 32, označen s tem, da uvedemo suspenzijo ali raztopino katalizatorja za oksidacijo navedenih organskih snovi in anorganskih snovi, ki se dajo oksidirati, v navedeni prvi reaktor.

37. Postopek po zahtevku 36, označen s tem, da navedeni katalizator obstaja iz ene ali več spojin z naslednjega seznama: krom, železo, mangan, cink, cerijev oksid, kromov oksid, kobaltov oksid, bakrov oksid, feri-oksid, fero-oksid, vanadijev oksid in cinkov oksid.

38. Postopek po zahtevku 31, označen s tem, da je notranji volumen navedenega drugega reaktorja manjši od volumna navedenega prvega reaktorja.