PACT(Powdered Activated Carbon Treatment，粉末活性炭处理 )工艺，在美国又称为AS—PAC工艺(Activated Sludge-Powdered Activated Carbon，活性污泥-粉末活性炭)。该法一经产生就因其在经济和处理效率方面的优势广泛地应用于工业废水如：炼油、石油化工、印染废水、焦化废水、有机化工废水的处理，该法用于城市污水处理可明显改善硝化效果，因此各国环境工作者对PACT工艺表现了极大的兴趣并进行了广泛深入的研究。
WAR(Wet Air Regeneration，湿式空气再生)，它是在适当的温度及压力条件下，在液相中（一般是水）发生的氧化过程，可将过剩的生物污泥摧毁并氧化活性炭中吸附的污染物质,藉以再生此废弃活性炭并回收再使用。
该工艺的优点为：①流出物被完全杀菌；②使下水污泥及粪便等具有良好的沉淀分离性能；③装置尺寸小；④不污染大气。缺点为：①易腐蚀反应器；②排放水有色度；③有烧焦气味。
PACT系统已在多种废水处理中得到应用：
■ 市政污水
■ 市政与工业综合废水
■ 工业废水
■ 有害废水
■ 垃圾渗滤液
■ 受污染地下水和受污染地表水
以下是PACT®系统有代表性的应用及性能表现：
有机化合物废水 PACT®系统用于多种有机化合物、塑料、合成纤维、溶剂、染料和杀虫剂生产场地的预处理和直接排放。路易斯安那的一个专业化工厂使用两级好氧PACT®系统，其处理后的污水符合排入密西西比河的有机物和污水毒性要求。
杀虫剂生产废水 有一工厂的废水中含有19种杀虫剂，浓度超过3400 ppm， 用PACT®系统进行处理，PACT®对化学需氧量（COD）的去除率达到99%以上，杀虫剂总量减少99.8%。受污染地下水 PAC T®系统已在受污染地下水的处理中得到应用， 且效果良好。在加州洛杉矶市附近有一个PACT ®批处理系统，受当地一家移动家庭用品和油漆生产厂家污染的地下水，经该系统处理后COD和BO D含量降低99%以上。垃圾渗滤液 随着垃圾掩埋场管理规定日益严格， PACT®系统更多地用于处理市政固体废料和有害垃圾掩埋场产生的渗滤液。加州洛杉矶市附近有一个有害物和市政垃圾掩埋场， 当地对比其它处理系统评估后认为PACT®系统成本最低、土地用量最少、处理稳定性最好，于19 88年安装了该系统。
炼油厂和石化厂废水 PACT®系统正日益用于炼油废水和石化厂废水处理。美国和其它各地有多家精炼厂和石油化工厂，正日益使用PACT®系统满足多项法规要求，包括生物测定、有机物和化学需氧量（COD），或用于废水回用。中试和处理试验
为充分发挥PACT ® 系统的灵活性，我们提供整套中试和废水可处理性试验。我们可根据您的废水处理需求，设计具体的试验计划。废水处理性试验设备包括实验室规模的和中试规模的，前者在我们位于威斯康辛州的试验室进行，中试则在用户现场进行。可移动的PACT®系统中试可以包括活性炭再生也可以不包括活性炭再生。试验可包括各种生物处理模式：好氧工艺、厌氧工艺，单级或双级。
我们的分析实验室可为上述实验提供强有力的支持。我们的实验室是全美国在分析工业、市政和有害污水、给水和污泥等方面配备最好的实验室之一。另外，我们还拥有一个正式获得RCRA许可的样本处理、贮存和处置（TS D ）设施，可处理和贮存各种样本。（RCRA：资源保护与修复法案）我们拥有对各种废水进行可处理性试验的多年经验。西门子水处理技术部可跟您一起检测您的污水、进行概念设计，并设计出一个性价比合算的处理方案， 确保您的废水处理能够符合环境管理规定。我们的经验保证了处理方案的设计从实验室或
中试规模到生产性规模的可靠发展。
PACT®系统目前已在世界各地广泛应用， 帮助用户满足以下要求：
■ 有机化学物品、塑料和合成纤维（OCPSF）生产排放物规定。
■ RCRA土地保护规定，该规定禁止土地用于处置污水，要求处理垃圾渗滤液和受污染地下水。
■ 针对排放水的严格的生物活体鉴定标准
■ 针对排入饮用水源地的工业废水的处理规定
■ 针对排入自然水体的各种污水的严格的COD和总氮控制标准
PA C T® 系统可用于改造和新建项目，从日处理能力为2 0~400立方米的工厂预制设备，到日处理量达4 000立方米的现场安装设备， 以及根据客户要求专门设计的日处理量高达20万立方米的大型系统，均可提供。并且可以是单级系统和双级系统、连续处理或批处理系统。PACT ®系统的客户可以享受到该技术长达3 0多年的技术经验、中试技能和工程设计等专业知识。
系统运行
PACT®系统使用的粉末活性炭是直接投加到厌氧或好氧生物处理过程中的，物理吸附和生物代谢过程同时进行，协同作用。活性炭能够“缓冲” 废水中有毒有机物的毒性从而减轻其对生物系统的不利影响。好氧PACT®系统中，进水流入一个曝气池，粉末炭也加入曝气池， 形成一定比例的混合悬浮固体。曝气反应之后，已得到处理的废水和粉末炭混合泥浆进入二次沉淀池进行固液分离。
厌氧PACT®系统中，在废水进入厌氧反应器之前就跟投加的粉末炭混合，粉末炭和生物协同作用，产生高效率的处理效果。跟常规厌氧系统一样，本系统可回收甲烷，用作燃料，从而进一步提高能源效率。处理后， 一部分炭粉和生物固体进入污泥处理程序。具体的处理方法要根据污泥量、处理费用和炭的用量等因素进行选择。废弃污泥可以进行脱水处理，或泵送至湿式空气氧化设备， 在该装置内炭得到再生并销毁生物污泥。湿式空气再生设备可自热运行，无需外来热源。活性炭得到回收，生物污泥得以消解，基本不用再进行污泥二次处理或处置。
PACT系统的主要功能就是将悬浮性、胶质性以及溶解性的污染物转化成町降解的粉末活性炭生物胶体，促进污泥沉降，增加溶解性有机物、色度、毒性物质、重金属的去除率。相关文献显示¨q1，其不仅保持了传统活性污泥法的优点，同时也由于活性炭吸附剂的加入而大幅度提升了有机、无机污染物的去除率。对于医药、电镀、食品、表面涂装、石化、垃圾渗滤液、印染等废水都有很好的去除效果。wao湿式氧化再生)系统主要包括高压泵、空压机、热交换器、加热锅炉、DSE(differential speed elutriation，差速分离)除灰系统。工艺可在高温高压下，使废水或污泥中的高浓度有机物质和毒性物质氧化分解。高温的目的在于使氧化反应得以加速进行，而高压状态则是为了维持液相的存在。剩余污泥经重力浓缩池送入WAO系统再生活性炭，炭所吸附的有机物在高温高压下被分解，再生炭送至储槽再回流至曝气池，一部分则送至排灰槽排灰。再生过程的控制重点是压力、温度、高压空气以及灰分的排除。本系统最佳工艺条件：温度为2300C，时间为1 h，充氧量P=0.6 MPa。进入WAR系统的炭泥浓度>7%，悬浮固体量不得低于7%，以便提供WAO系统稳定的污泥量。 2.1 什么是PACT-WAO工艺系统实际上，活性污泥法有多种不同的分类方法，如按曝气的气源分类，可分为空气曝气、纯氧曝气；按曝气方式分类，可分为鼓风曝气、机械曝气等。 活性污泥法的各种工艺在运行过程中，最关键之处在于维持活性污泥的活性和凝聚性（沉淀性能）。而活性污泥的凝聚性能极易受进水水质和外界因素的影响，从而导致二沉池出水飘泥等异常现象。此时，在曝气池中投加粉末填料、混凝剂或其它化学药剂，往往会取得很好的效果，这就是所谓的“投料式”活性污泥法。其中以投加粉末填料为多，又称粉末活性污泥法。因粉末填料对进水有机物的吸附能力远远强于活性污泥，因此会产生粉末填料对进水有机物不断吸附、活性污泥微生物不断对粉末填料所吸附的有机物降解的现象。也因此，具有耐冲击负荷、提高难生物降解有机物去除能力、具有较好的脱色效果等特点。另外，该法尚具有改善活性污泥的沉淀性能、减少或抑制污泥膨胀等性能。PACT-WAO系统使用的粉末填料是直接投加到厌氧或好氧生物处理过程中的，物理吸附和生物代谢过程同时进行，协同作用。粉末填料能够“缓冲” 废水中有毒有机物的毒性从而减轻其对生物系统的不利影响。好氧PACT-WAO系统中，进水流入一个曝气池，粉末填料也加入曝气池， 形成一定比例的混合悬浮固体。曝气反应之后，已得到处理的废水和粉末填料混合泥浆进入二次沉淀池进行固液分离。厌氧PACT-WAO系统中，在废水进入厌氧反应器之前就跟投加的粉末填料混合，粉末填料和生物协同作用，产生高效率的处理效果。跟常规厌氧系统一样，本系统可回收甲烷，用作燃料，从而进一步提高能源效率。处理后， 一部分粉末填料和生物固体进入污泥处理程序。具体的处理方法要根据污泥量、处理费用和粉末填料的用量等因素进行选择。废弃污泥可以进行脱水处理，或泵送至粉末填料氧化设备。PACT-WAO系统是它是结合了传统的粉末填料-活性污泥法的诸多优点，并在适当的温度及压力水的液相氧化程序下，将过剩的生物污泥摧毁并氧化粉末填料生物污泥中吸附的污染物质流程与粉末填料-活性污泥法的有机结合，融为一体，藉以再生此废弃污泥回收再利用，从结构上取代传统的活性废水生物处理流程，并简化了污泥处理单元，无污染物排放的新型工艺。PACT-WAO系统是将待处理的物料置于密闭的容器中，在高温高压条件下通入空气或纯度较高的氧作为氧化剂，按湿式燃烧原理使污水中有机物降解。在该系统内粉末填料得到再生并销毁生物污泥，粉末填料再生设备可自热运行，无需外来热源。粉末填料得到回收，生物污泥得以消解，出水经过滤后可直接回用，即实现了水资源的充分利用，又实现了污泥的无害化处理，对于大型的市政污水处理厂和难降解的有机废水尤为适用。简单的讲，PACT-WAO工艺系统是指粉末填料生物处理系统与粉末填料再生系统的有机结合，并集两个系统的优势和互补。是一种在一定温度(170～300℃)和压力(1.0～10MPa)下，在填充有专用固定催化剂的反应容器中，利用氧气(空气)将各种废水及污泥中的有机物，氨氮化合物不经稀释，一次处理即可将高浓度工业有机废水中的COD、TOC，氨等污染物催化氧化进行深度分解处理(接触时间0.1～2.0h)，使其转变为CO化物、N氧化物和水等无害成分，并同时脱色，除臭及杀菌消毒，从而达到净化处理废水的目的.该工艺不产生污泥，只有少量的清洗废液需单独处置。当达到一定处理规模时还可以进行能量回收。根据需要可以作为一个独立的废水处理系统，也可与常规活性污泥法和厌氧消化法组合使用达到所需排放标准，经处理达标的废水可以直接排放，也可以经过滤等处理后循环使用。该工艺有针对性的解决了污水处理厂剩余污泥处理的问题，完全实现了污泥无害化处理，并且能够处理各种难降解污染物，出水经过滤后可直接回用，最关键的是它在工艺过程中将有毒有害物质分解转化为无毒无害的二氧化碳和水，整个工艺系统只有少量的无机灰分排出，彻底的解决了污泥的二次污染问题。典型的PACT-WAO工艺系统流程2.2 pact-wao工艺系统进程在生化进水中（或在曝气池内）投加粉末填料与回流的污泥一起在曝气池内混合，从污泥浓缩池中排出的剩余污泥进污泥脱水装置。在曝气池内，活性污泥附着于粉末填料的表面，由于粉末填料巨大的比表面积及其很强的吸附能力，提高了污泥的吸附能力，特别在活性污泥与粉末填料界面之间的溶解氧和降解基质浓度有了很大幅度的提高，从而也提高了COD的降解去除率。一般来说在粉末填料系统内，吸附处理COD的动态吸附容量在100-350%（重量百分比），即一公斤粉末填料可吸附去除1.0-3.5公斤COD。而且，粉末填料法能处理生物难以降解的有毒有害的有机污染物质。根据经验，直接在SBR好氧生化池内定期（每15-30天）定量投加粉末填料可以获得很好的处理效果。其实粉末填料和颗粒填料的吸附处理机理是一样的，不过在在SBR生化池内投加粉末填料更具有以下几个优点：1、 节约投资成本2、 操作灵活方便3、 粉末填料利用率高4、 可避免填料滋长生物膜导致堵塞，影响出水速率的缺点：在PACT-WAO系统中，活性污泥附着于粉末填料的表面，由于粉末填料巨大的比表面积及其较强的吸附能力，在活性污泥与粉末填料界面间的溶解氧和降解基质浓度有了很大幅度的提高，从而也提高了COD的降解去除率。一般来说，COD的去除（视废水的种类）可以提高10-40%； 5、 由于废水中的有毒有害有机物质被粉末填料所吸附，因此废水中有毒 有害物质的浓度可以稳定在一个较低的水平，从而保证了生化处理系统的正常运行；6、 对于防止氨氮指标反弹，保证出水氨氮指标达标具有很好的效果。7、 粉末填料氧化是在高温、高压下，利用氧化剂将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水，从而达到去除污染物的目的。与常规方法相比，具有适用范围广，处理效率高，极少有二次污染，氧化速率快，可回收能量及有用物科等特点。从PACT-WAO系统引出的经使用过的含有粉末填料的污泥经重力浓缩，以粉末填料浆形式被泵送通过PACT-WAO系统的热交换器，然后进入反应器中。其间有压缩空气被通入填料浆之中。在反应器内发生放热反应，当有机物被氧化时释放出热量。有机物被氧化，粉末填料的表面则得到更新和再生。经过氧化反应之后的填料料浆从反应器排出的时候要通过热交换器回收热量，用于预热进料填料浆。随后，得到再生的粉末填料浆返回PACT-WAO系统。在整个过程中，有机物被消解，最终产物为二氧化碳、水和少量低分子量的有机物（主要是乙酸）。累积的灰分被排出系统之外，然后可以很方便地予以处置。在进料固体含量为6%-7%的情况下，PACT-WAO工艺通常为自持过程，不需要额外的辅助燃料。其操作优点有：● 较低的操作温度● 节能自热运行（热量自给自足）● 适用于各种处理规模● 全封闭，无有害气体外排● 低能耗、 低运行成本● 无需事先脱水● 不排放硫氧化物、氮氧化物和烟尘颗粒● 没有剩余污泥● 粉末填料回收率90%以上● 占地面积小● 产生的灰性质稳定，无浸出污染物●出水经过滤后可直接回用氧化处理单元示意图粉末填料氧化示意图具体过程简述如下：废水通过贮存罐由高压泵打入热交换器，与反应后的高温氧化液体换热，使温度上升到接近反应温度后进入反应器。反应所需的氧由压缩机打入反应器。在反应器内，废水中的有机物与氧发生放热反应，在较高温度下将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水，或低级有机酸等中间产物。反应后气液混合物经分离器分离，液相经热交换器预热进料，回收热能。高温高压的尾气首先通过再沸器（如废热锅炉）产生蒸汽或经热交换器 预热锅炉进水，其冷凝水由第二分离器分离后通过循环泵再打入反应器，分离后的高压尾气送入透平机产生机械能或电能。因此，这一典型的工业化系统不但处理了废水，而且对能量进行逐级利用，减少了有效能量的损失，维持并补充氧化系统本身所需的能量。 一. pact-wao工艺系统应用目前，PACT-WAO系统的应用主要为以下几个方面：3.1 应用于各种规模市政污水处理厂PACT-WAO工艺可以大规模应用于城市污水处理，不仅技术先进，经济上亦可以接受，城市具有广泛的推广应用前景，对城市污水再生利用更具成本优势。pact-wao工艺系统的出水水质较好，经过滤或超滤系统后可直接回用，具有相当的优势，满足从各种规模市政污水处理厂的广泛需要。具体体现在如下几个方面：a) PACT-WAO工艺受进水水质的影响小PACT-WAO工艺针对市政污水的水质特性进行系统设计，其严谨的过程机理和可靠的控制手段可提供安全、卫生、稳定的出水保障。b) PACT-WAO工艺抗冲击负荷能力较传统处理工艺有较大的优势因其在厌氧或好氧生物处理过程中直接投加粉末填料，而粉末填料的强大比表面积具有极强的吸附性，与活性污泥的生化作用协同，可以大大的提高抗冲击负荷的能力，而市政污水的水量和水质具有极大地不稳定性，使用PACT-WAO工艺系统后，不但可以提高抗冲击负荷的能力，而且可以很大程度的缩小预处理中的调节池容量，从建厂投资阶段节省投资成本；c) 无剩余污泥外排活性污泥是二级污水处理厂处理过程的必然产物，它的数量一般占总处理污水量的0.5%～1% 。而它的处理费用却占污水处理厂总运行费用40%--50% 。随着现代化城市的日益发展，各种废水的排放量迅速递增，使城市污水厂的污水处理趋向中型和大型化的集中处理，而如何使伴随污水处理而产生的大量活性污泥得到合理有效的处理，对于水处理工作者而言，具有重要的现实意义。与传统再生水生产工艺相比，PACT-WAO工艺系统无剩余污泥外排，仅有少量的无机灰分排出，完全解决了污泥二次污染带来的负面作用和减少了污泥处置的大部分成本；对于改善环境，提升污水处理厂的形象和周边环境具有深远的意义；PACT-WAO工艺法在处理高浓度有机废水方面已受到了广泛重视并有了长足的发展，考虑到活性污泥从物质结构方面与高浓度有机废水十分相似，因此，若将该技术成功运用于城市污水厂活性污泥的处理，将会具有广泛的应用前景。针对PACT-WAO工艺系统处理剩余污泥，可以在新建的污水处理厂设计之初就将PACT-WAO工艺系统的设计理念考虑进去，可以大大的缩短工艺流程，并成功解决污泥二次污染的问题，对于非新建的污水处理厂，也可以在原有系统上适当改造，转变为PACT-WAO工艺系统。d) 无有毒有害气体排放整个PACT-WAO工艺系统无毒害气体外排，对市政污水厂的员工及周边居民的生态环境改善起到积极地作用，同时减少对对环境的影响；e) 具有操作灵活、占地面积小、运行成本低等优点PACT-WAO系统从设计之初就充分考虑到市政污水处理的特性，在操作运行、占地面积等方面进行集中优化，在操作运行方面调度灵活，易于根据市场需求优化配置和扩展工程规模。由于PACT-WAO工艺系统采用自热式再生，正常情况下无需外加能源，燃料是废填料泥中的生物和被吸附的有机物，只需要启动蒸汽，通过使用热交换器提高能量效率。同时，该系统无需污泥处理装置和除嗅装置，在运行成本上大大优于传统处理工艺。3.2 应用于石化行业废水当温度在204～316℃范围内，废水中烃类有机物及其卤化物的分解率达到或超过99%，甚至连一般化学氧化难以处理的氯代物如多氯联苯（PCB）、DDT等通过PACT-WAO工艺，毒性也降低了99%，大大提高了处理出水的可生化性，使得后续的生化处理能得以顺利进行。在温度为225～240℃，压力为6.5～7.5Mpa，停留时间为1～1.2h的条件下，有机磷去除率为93～95%，有机硫去除率为80～88%，未经回收甲醇，COD去除率为40～45% 。采用PACT-WAO工艺处理含酚废水具有较好的应用前景：出水处理效果稳定，可生化性好，不太高的进水浓度可以处理后直接排放；若进水浓度极高可以辅以生化法。 二. pact-wao工艺系统优势相比其他污水处理工艺及污泥处理流程，PACT-WAO工艺系统具有其独特的优势：4.1 无剩余污泥排放l 消除需处置的生物污泥；l 无剩余污泥排放，可同时去除生物污泥及污染物质；l 无污泥二次污染问题；l 污泥中的重金属被氧化为最高氧化态，成为稳定的无机灰份；4.2 无污染气体外排l 有机物被转化为CO2、NOX和H2O；l 无粉尘、氮氧化物及硫氧化物排放；l 与传统污水处理工艺比较，无有害气体外排；l 由于粉末填料的吸附特征，高度挥发性的混合物被留在系统里，并最后被生物处理；l 臭气不会在曝气过程中逸散出来，无需增设除嗅单元；4.3 出水水质好l 可处理各种高浓度有机废水和有毒有害废水l PACT-WAO 系统可有效控制出水的色度和嗅味，l 出水水质经过滤后直接达到回用水水质要求；l 与膜生物反应器不同的是，pact-wao系统还能够有效去除不可生物降解的可溶性有机物；l 有效的去除污水中的氨氮；4.4 工艺流程简洁，管理运行方便，运行费用低l 取代传统的生物处理+活性炭吸附+污泥处理+除臭；l 粉末填料属液相再生，固体物不需要脱水；l 无污染气体外排，不需增设除嗅单元；l PACT-WAO 系统所用粉末填料使生物系统更加稳定，更抗干扰和冲击；l 不会遇到颗粒填料滤池通常所要求的预处理（粗滤）和常见的板结等问题；l 高度的系统灵活性：通过对粉末的投加量、粉末的种类、活性污泥的浓度和粉末的投加点的选择来保障工艺的最优化和灵活性，针对性的处理各种不同特性的废水；l 操作的灵活性：PACT-WAO系统可提供最大的操作灵活性，仅仅是粉末的使用量取决于废水水质的变化和排放或回用的要求；l 污泥无需脱水可直接进行再生，减少新鲜填料的投加量，降低运行费用；l 无剩余污泥的处理费用，粉末填料再生可大幅降低系统的投加量加及污泥处置成本；l 无除嗅单元，降低投资和运行成本；l PACT-WAO 系统与颗粒填料系统相比，填料用量要少得多；l 粉末填料比颗粒填料的价格低；l 自热式的再生，减少能耗：燃料是废活性填料中的生物和被吸附的有机物，只需要启动蒸汽，通过使用热交换器提高能量效率。
