Nebezpečné organické odpady vznikající při chemických procesech se obvykle spalují za vysokých teplot. Jejich odstranění je však možno dosáhnout i elektrochemickým procesem.
Jednou z elektrochemických metod je postup, který používá oxidace organických látek s použitím katalyzátoru. V procesu nazývaném CerOx Process působí jako tento katalyzátor prvek cer (jeden z lanthanidů).
Cer je kov hojnější než měď. Největší ložisko bylo nalezeno v dole Molycorp v poušti v jižní Kalifornii, hlavním dodavatelem je však Čína. Prodává se za 180-400 Kč/kg (údaj z roku 2002), je netoxický a lze s ním pracovat bez nebezpečí.
Metoda
Cer, jako oxidovaný Ce+4, je velmi výkonná oxidační látka, která odstraní elektrony téměř ze všech organických sloučenin, se kterými přijde do styku (s výjimkou fluorkarbonových materiálů). Cer+4 se získává v elektrochemických buňkách využívajících platinou přeplátované titanové elektrody. Proces probíhá za atmosférického tlaku a nízké teploty. Cer v tomto vyšším valenčním stavu se uvádí do kontaktu s organickými odpady, z nichž získává zpět svůj elektron, redukuje se na Cer+3 a zároveň destruuje organické látky obsažené v odpadu. Redukovaný katalyzátor se recirkuluje přes elektrochemickou buňku, opět oxiduje a může se použít znovu.
Odpady přiváděné do systému musejí být kapalné nebo plynné. Předběžná úprava kapalných odpadů zahrnuje pouze jejich homogenizaci, případně sonikaci ultrazvukem, při níž se rozbíjejí větší organické částice, aby se dosáhlo lepšího kontaktu s katalyzátorem. Postup je vhodný pro "koncentrované" organické materiály, proto by měl dosahovat organický podíl odpadového toku nejméně 15-20 %.
Organické látky jsou v zařízení oxidovány při necelých sto stupních Celsia a jejich rozkladem vzniká CO2 a voda. Oxid uhličitý je odvětráván přes čističku vzduchu, odpadní voda je rovněž čištěna. Anorganické látky jsou odváděny v ne-nebezpečné formě. Rozklad odpadů probíhá v reaktoru s kapalnou fází, kam se přivádí jejich tok, zahřátý na přibližně 100 oC. Smíchává se s proudem, v němž je až 70 % Cer+4 a pokračuje do reaktoru, kde je udržován správný poměr ceru k organickému obsahu, aby byla zajištěna destrukce nebezpečných látek. Systém je kontrolován spektrofotometrem, který sleduje obsah Cer+4. Na základě jeho údajů je regulována dodávka odpadů (resp. organických látek) do systému.
Testy na PCB
Proces CEROX úspěšně odstraňuje chlorovaná rozpouštědla, cytotoxické sloučeniny, nebezpečný biologický materiál, chemické zbraně, dioxiny, PCB, nízkoúčinný radioaktivní odpad, pesticidy, léčiva, aromatické a alifatické aminy a další chemické látky. V procesu nelze zpracovávat látky obsahující některá anorganika, jako jsou kyanidy, telur, olovo, fluor, selen a arzen. Jelikož proces není schopen ničit fluorkarbonové materiály, jako teflon nebo jeho deriváty, lze jich využít při konstrukci provozních zařízení.
V zařízení jsou odstraňovány látky s obsahem PCB. Při pilotních procesech byly testovány vzorky 2,6 kg isopropylalkoholu s obsahem 2 ppm PCB. Tento materiál byl zpracováván po dobu 265 minut rychlostí dosahující 98 % maxima. Na výstupu ze zařízení byla prováděna detekce všech základních složek, a také PCB.
V plynné fázi byla minimální detekční úroveň analyzátoru 0,3 ppm. V materiálu opouštějícím systém nebyla nalezena žádná hodnota PCB, která by tuto úroveň přesahovala. Na výstupu vodní fáze bylo zjištěno, že žádný z odebraných vzorků na výstupu nepřekročil hranici obsahu PCB 0,4 ppb.
