Märkähapetus on kemiallinen prosessi orgaanisten epäpuhtauksien poistamiseksi jätevesivirroista. Prosessiin kuuluu saastuneen veden lämmittäminen korkeisiin lämpötiloihin ja ilman ruiskuttaminen korkeassa paineessa. Ilman reaktiot epäpuhtauksien kanssa hapettavat ne tavallisiksi kaasuiksi, kuten hiilidioksidiksi, jotka erotetaan myöhemmin vesivirrasta.
Ilman syöttäminen alemmassa paineessa vesivirtauksiin aiheuttaa sekoitusvaikutuksen, mutta jopa korkeammissa lämpötiloissa ilma reagoi vain osittain orgaanisten epäpuhtauksien kanssa. Paineen nostaminen veden kriittisen pisteen yläpuolelle, jossa vesimolekyylit eivät ole nesteitä tai höyryjä, luo yhden vaiheen ilman tullessa. Ilma reagoi erittäin hyvin orgaanisten materiaalien kanssa, ja myöhempi vaihe, jossa painetta alennetaan, poistaa jäljellä olevan ilman ja reaktion muodostamat kaasut.
Vedellä on kriittinen piste, lämpötila ja paine, jonka yläpuolella höyryä ja nestettä ei voida pitää erillisinä faaseina. Tämä kriittinen piste on noin 3206 psia (221 bar) ja 705 ° F (374 ° C). Tämän kohdan yläpuolella vesi tunnetaan ylikriittisenä nesteenä, ja märissä hapetusreaktioissa esiintyy usein näissä olosuhteissa.
Vaihtoehtoinen prosessi, joka sallii alempien lämpötilojen ja paineiden käytön, suoritetaan katalyytillä. Jätevirta paineistetaan ilmalla ja johdetaan sopivan katalyytin yli, joka voi vaihdella epäpuhtauksien mukaan. Katalyytti auttaa kemiallista reaktiota ilman ja orgaanisten materiaalien välillä, mutta reaktio ei kuluta tai tuhoa sitä. Katalyyttisiä märkähapetusreaktioita voi esiintyä kriittisissä olosuhteissa, mikä voi alentaa käyttökustannuksia ja käyttää alempien painearvojen astioita.
Reaktorien ja niiden märkähapetukseen käytettävien laitteiden rakennusmateriaalit on valittava huolella. Korkeat lämpötilat voivat heikentää monia metalleja, mikä voi heikentää niiden lujuutta tarvittavien paineiden hillitsemiseksi. Jotkut orgaaniset epäpuhtaudet muodostavat reaktion aikana happamia yhdisteitä, ja monet metallit eivät sovellu korroosiosuojaukseen. Paineistettu lämmitetty ilma voi hapettaa ja heikentää tiivisteiden ja tiivisteiden materiaaleja, ja on valittava inertit materiaalit, jotka kestävät ankaria käyttöolosuhteita.
Märkähapetusreaktioihin tarvittavien korkeiden paineiden ja lämpötilojen vuoksi ilman ja jätevesivirtojen esilämmitys voi parantaa energiatehokkuutta. Voidaan käyttää lämmönvaihtimia, jotka käyttävät reaktorista poistuvia korkean lämpötilan nesteitä ilma- ja vesivirtojen esilämmitykseen. Ilman ja orgaanisten aineiden välisestä reaktiosta voi aiheutua lisälämpöä, ja tämän lämmön käyttö voi alentaa järjestelmän käyttökustannuksia.