摘要：在研究期间主要探讨PACT+WAR工艺处理煤化工废水，以某煤化工厂提供的废水作为研究对象，利用实验分析和数据对比分析方法，分析PACT+WAR工艺技术在煤化工废水处理中的具体表现。通过研究结果发现，PACT+WAR工艺对有机物和氮类物质具有良好去除效果，COD去除率达到92.59%,总有机磷去除率达到98.52%,氨氮去除率达到99.53%,总氮去除效率达到71.53%;与AO工艺、PAC工艺、PACT工艺相比，废水处理效果最佳。

　　关键词：PACT;WAR工艺；煤化工废水

　　0引言

　　煤化工废水是一种难降解有机化合物含量较高的典型工业废水，具有污染物成分种类多、水质不稳定以及可生化性差等特点，很容易对周边水体造成污染1]。现阶段较为常见的煤化工废水处理方法是生物炭法(PACT),具有操作简单，处理效果显著的优点，在工业废水处理中起着非常重要的作用2-3]。在实际应用中，为进一步强化煤化工废水处理效果，可将生物炭法与湿法氧化再生(WAP)法结合到一起，对强化难以生物降解的有机污染物处理具有显著效果，有利于提升煤化工废水处理质量。

　　1实验材料、方法

　　1.1实验材料

　　在实验中以某煤化工厂提供的生物增浓处理废水为研究对象，废水具有较低的可生化性。通过人工配置方法对废水成分模拟，具体情况如表1所示。接种污泥选择某气化厂中污水处理系统的二沉池。

　　1.2实验方法

　　依据国家环境保护部发布的《水和废水检测分析方法》(第四版)和煤化工废水具体情况制定实验检测方法，对COD采用重铬酸钾法，对氨氮采用纳氏试剂分光光度法，对硝态氮采用麝香草酚分光光度法，对pH值采用直读法，对总酚采用福林酚法等4。

　　2 WAR工艺技术产物分析

　　在实验前通过持续添加活性炭的方法控制出水

　　污染物浓度处于较低水平，添加量达到一定水平后利用湿式空气再生方法处理活性炭，同时降解污泥微生物5。将再生炭添加到活性污泥中维持泥炭比例。在反应运行期间控制排泥频率为100mL/d,湿式氧化处理间隔3d进行一次。

　　对WAR工艺处理后的新炭与再生炭的总比表面积和总孔隙体积对比分析，具体情况如图1所示。

　　通过图1中数据分析可知，经过WAR工艺技术处理后的活性炭的孔隙结构出现了比较明显的变化，在活性炭中的部分微孔转化为中孔，而微孔是有机物吸附的主要成分，因此会导致活性炭的吸附性能下降。

　　进一步分析活性炭的表面官能团，基于红外光谱法分析样品间峰位变化，发现经过湿法氧化处理后的活性炭的表面官能团并未出现明显变化。但是再生炭中羟基与羧基和芳香烃结合的峰值上升，说明表面含氧官能团的数量出现增加变化，并不利于溶液中有机化合物的去除。

　　分析WAR工艺技术对活性炭吸附能力的影响，发现再生炭对单环芳香化合物具有更强的吸附能力。

　　3 PACT+WAR工艺的有机物去除效果

　　以模拟废水和再生液进行配水，投加活性炭和再生炭。分析COD和Tph的浓度与去除率，具体情况如图2所示。

　　根据图2数据分析，再生溶液中的高COD导致其加入后，水体中的COD上升了13.34%,从450 mg/L增至510mg/L,同时体积负荷率亦从0.28kg/(m³·d)上升至0.307 kg/(m³·d)。经过4d的处理，出水中COD降至50 mg/L。出水COD平均值为38.85mg/L,去除率达到了92.59%。经过回用水处理，总有机磷的去除率从96.57%提升至98.52%,出水中的总有机磷质量浓度降至3.90mg/L。

　　添加再生液后会增加进水负荷，但是出水水样中的COD浓度与不再添加再生液的COD浓度相比较低，主要原因在于，再生液中的有机物主要为挥发性有机酸和醇，具有分子颗粒小和容易降解的特点，溶液中的微生物能够有效降解。同时，再生液添加量的增加有利于进水溶液的可生化性，提高微生物的活性与数量。再生液还能够参与到含氮杂环和酚类等难以降解的有机物的去除反应中，进而提高总酚去除效果。

　　4 PACT+WAR工艺的氮类物质去除效果

　　对PACT+WAR工艺对氨氮和TN物质的去除效果分析，具体情况如图3所示。

　　通过图中数据分析可知，添加再生液能够提高反应器进水溶液中的氨氮质量浓度，从100 mg/L变化为110mg/L,氨氮负荷性能提升10%左右。工艺体系运行时间相对较长，具有良好的稳定性，此时具有较强的负荷冲击耐受能力。进水溶液中氨氮质量浓度提升，出水溶液中的氨氮质量浓度变化幅度相对较小，约为1.46mg/L,氨氮的平均去除率达到99.53%左右。

　　添加再生液后的进水溶液中碳氮物质的量比从2.84上升至3.02,总氮去除效率从62.38%上升至71.53%。进水溶液中总氮含量提升的主要原因在于氨氮含量增加，氨氮在工艺体系中容易参与到硝化反应中，进而生成硝态氮。进水溶液的COD增大，小分子有机酸和醇的含量增加，为反硝化反应提供了充足的碳源，进而提升工艺体系的总氮去除水平。

　　对PACT+WAR工艺对NO、物质的去除效果分析，具体情况如图4所示。

　　通过图中数据分析可知，在出水溶液中的硝态氮质量浓度处于40～51.26mg/L之间，亚硝态氮质量浓度从6.52mg/L下降至0.67mg/L。在出水溶液中NO主要表现为硝态氮的积累，积累率从88.27%上升至98.55%。工艺体系全过程基本存在硝化反硝化反应，进水溶液中的氨氮经过转化以硝态氮和亚硝态氮的形式存在。同时，工艺体系中的碳源数量充足，反硝化效果得到增强，使得出水溶液中的浓度发生下降变化。

　　5 PACT+WAR工艺处理煤化工生化末端废水机理分析

　　对比分析不同工艺技术的处理效果，在实验中选择现阶段比较常见的AO工艺、PAC工艺、PACT工艺与PACT+WAR工艺进行对比分析。在实验中选择氨氮、COD、硝态氮、Tph、TN以及亚硝态氮作为分析指标，具体情况如图5和图6所示。

　　通过图中数据分析可知，AO工艺技术对氮和有机物的去除效果相对一般，在氮去除方面表现相对较差。PAC工艺技术难以有效去除氮类物质，仅处理有机物。PACT工艺技术结合了上述两项工艺技术的优点，在脱氮和有机物去除方面具有良好表现。PACT+WAR工艺对氮和有机物的去除效果进一步增强，并在TN去除方面表现出良好效果。

　　在PACT处理过程中，酚类、含氮杂环化合物、长链烷烃和稠环芳香族化合物的去除主要依赖活性炭吸附和生物催化两种方法，两者之间存在协同作用。去除氨氮和硝态氮的关键在于对体系微生物进行硝化和反硝化作用。活性炭能有效从水体中吸附有机污染物，尤其是对甲基苯酚、氮杂环化合物、多环芳香化合物和微生物活动产生的腐殖酸等难以降解的大分子污染物进行吸附，从而有效减轻环境污染。

　　通过活性炭的选择性吸附和炭固-液表面尺寸差异，亲水小分子被液相中大分子取代，实现二次吸附。大分子有机污染物被取代后会不断分解，较小的则被细菌吸收，最终转化为二氧化碳和水。然而，在实际应用中，微生物对活性炭的吸附速率远低于其吸附速率，导致大量大分子有机质被吸附在孔道内，性能退化，进而影响出水质量。为此，活性炭的再生采用WAR工艺，湿法空气再生工艺中，部分大分子有机质和微生物被降解为低浓度的CO₂、H₂O等。

　　6结语

　　对PACT+WAR工艺处理煤化工废水研究具有重要作用，通过理论结合实际分析，能够了解到PACT+WAR工艺在氮类物质和有机物的处理方面具有良好表现，且与AO工艺、PAC工艺、PACT工艺等常见工艺技术相比，废水处理效果相对最佳，并在TN处理方面表现突出。实验中，经过PACT+WAR工艺处理后，煤化工废水的COD去除率达到92.59%,总有机磷去除率达到98.52%,氨氮去除率达到99.53%,总氮去除效率达到71.53%,能够应用到实际工程项目中，可以为煤化工废水处理提供一定参考帮助。

　参考文献

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　　[5]郭娟，高海燕，吴浩.煤化工废水处理工艺技术研究[J].清洗世界，2024,40(10):56-58.