6. 处理装置外形尺寸的缩小

    由于征地费用大幅增加，污水处理装置系统需要的占地面积经常会成为一个关键性的考量因素，有时囿于占地面积的限制而不得不放弃建设工业污水处理厂的计划。PACT污水处理装置系统是一种可有效减少处理厂占地规模的污水处理技术。

    采用活性污泥技术处理石油炼制厂废水时，一般要求装置系统的水力停留时间为24小时，这意谓着：如果石油炼制厂每天产生1万立方米废水，则曝气池的容积要求达到1万立方米的规模，若水池深度为5米时水池的面积应达2000平方米。与之相比，当采取PACT技术系统时，若要求的水力停留时间相同，则占地面积仅为活性污泥技术系统占地面积的25%至50%。在上述计算实例中，若采用PACT技术，仅对于曝气池容积来说即可节省1000至1500平方米的工业用地。

    PACT技术系统能够削减曝气池容积的根本原因之一在于，该污水处理技术系统中被粉状活性炭吸附的、废水中的有机物在处理装置中的停留时间与固体相的驻留时间（the solids residence time，SRT）相等；而在传统的活性污泥污水处理技术系统中，未设计相应的、可将有机物保持在处理装置中的技术机制，故废水中有机物的有效处理时间则与装置的水力停留时间（the hydraulic detention time，HDT）相等。由于PACT装置系统运行的典型性SRT约为15天，就是说可提供给微生物处理被吸附的有机物的时间为15天（这就摆脱了HDT对实际所需处理时间的制约），通过这种机理，PACT技术系统不仅能够减少污水处理厂的占地规模，而且因延长了处理时间而使处理后的污水质量远远超过了传统活性污泥技术系统的效果。

C．污水处理厂剩余污泥的处置

    不管采用哪种污水处理技术，对剩余污泥（即/或固体残余废料）进行适当处置都是需要认真思考的问题，原因是这些从处理装置中取出的剩余污泥可能携带了在污水处理工序正在被处理或等待被处理的、高浓形态的毒害性有机物，除非剩余污泥中有确凿证据证明其不含有可沥滤出的毒害性物质，否则必须尽一切可能对其进行处置、处理。

1. 污泥的脱水

    根据美国F-Z联合公司的经验，从PACT技术系统中取出的剩余污泥通常并不含毒害性有机物，即便是从正在运行的装置中取出的剩余污泥情况也是如此，这一点可从图4中的物料平衡数据中直观地看到----在PACT污泥中几乎测不出苯类污染物。（这与颗粒活性炭吸附柱的情况截然不同，在颗粒活性炭吸附法处理工业污水时，污水中的有机物被吸附并保持到活性炭的吸附表面上，以达到将这些有机物富集到颗粒活性炭床层中的目标，此时若将活性炭取出，则这些颗粒炭就成为了一种有害废料）。

    处理来自污水处理装置的污泥通常是最令污水处理厂管理层头疼的问题之一，困难在于当对传统型活性污泥进行脱水处理时，通常很难将污泥的含水率降低到85%以下。但来自PACT污水处理系统的剩余污泥脱水后产生的滤饼中仅含有40%到50%的水分，表6给出了固体残留物处置时保持其低水分含量性能的重要性，尤其是当填埋成本越来越高的现状下，低水分含量固体残留物在成本方面的重要优势。如表6所示，即使PACT污水处理技术系统的干基剩余污泥重量大于传统型活性污泥污水处理技术系统的干基剩余污泥重量时，最终的含湿基重量也要比后者低很多。

表6：PACT技术与传统活性污泥技术在剩余污泥处置成本方面的对比数据

（进水COD浓度为1000mg/L、日处理能力为1100立方米即0.3百万加仑的工业污水处理装置）

    注*：为符合美国环保局排放标准，需采用粉状活性炭吸附技术，而PACT处理技术系统能够满足这一标准要求。活性污泥处理技术系统只有与砂滤-颗粒活性炭技术联合使用时才能满足这一标准要求，表中未包括因此需采用的颗粒活性炭费用及其处置费用。

    PACT与其它污水处理技术相比，还有一项独特的优势，即：它可采用湿式空气（氧化）再生技术对剩余污泥中的粉状活性炭进行再生后回用。

2. 采用湿式氧化技术对污泥进行消解/活性炭再生处理

    关于PACT技术如何赢利的问题：如果能通过摧毁附着在粉炭上的生物质及其相关的有机质（习见的有机质和/或毒害性有机质）而使已达到饱和吸附状态的粉状炭得以再生回用时，该技术即具备了赢利可能性；另外，如果能使炭浆中的固体成分（即粉状炭）比例降低到10%以内，也可以使该技术具备赢利性。推荐采取湿式氧化技术（一种液相氧化有机物和非有机质的同步法粉状活性炭再生技术），这种被称作“湿式空气氧化再生技术（WAR）”的工艺是在温度低于260℃、压力小于75大气压条件下进行的，其通用性工艺流程图见图5。

    图5：湿式空气氧化再生技术系统工艺流程图（此处从略）

    采用WAR技术系统时，无须对达到饱和吸附态的PACT浆液进行脱水处理而直接将浆液加入WAR装置中进行再生处理，再生之后的炭浆则直接返回到PACT系统进行再使用。

    湿式空气氧化再生过程可使废浆液中的有机物转化为二氧化碳和水，因系液相氧化过程，故排放的尾气中不含氮氧化物或硫氧化物。另外，由于饱和炭浆的氧化再生过程通常是一个自热平衡反应，所以也不要求加入外部热源来维持反应温度。

    如果将湿式氧化再生技术与PACT技术联用时，污水处理装置可能仅会产生非常少量的灰渣物最终通过排污管排出。尽管这些灰渣可能会含有重金属的氧化物，但这种灰渣性质会很稳定、不含菌类且不具有可沥滤性，还可通过脱水操作使灰渣的固体物含量提高到70%左右。

    在再生过程中会有少量活性炭损失（被氧化反应损毁），损失率通常在5%到10%范围内，此时可向PACT装置系统中补充加入相应量的新制活性炭。

Ⅲ.  PACT技术系统案例分析

    迄今为止，美国F/Z联合公司已在世界范围内提供了多种类型的PACT装置系统、“PACT加WAR”装置系统，其处理规模从10立方米污水/天到大于20万立方米污水/天不等，这些装置系统已成功地用于多种难处理性工业废水的处理过程（见表7）。我们对其中的四个位于不同地域的案例进行如下分析。

    表7：美国F/Z联合公司制造的PACT装置系统用户清单（此处从略）

A. 经处理后的污水直接排放案例

1. 生活污水和工业污水合并处理

    首个“PACT加WAR”技术系统即将在一个生活污水和工业污水合并处理装置中进行试验，该处理装置的污水处理能力为每天5400万加仑（即20万立方米），于1985年投入使用。

    装置所在的城市污水处理厂（WWTP）被设计用来处理组成成分极为复杂的生活和工业（制药厂、纸浆及造纸厂、有机化学品生产厂）混合污水。1975年该污水厂接到通知，要求对当时正在采用的活性污泥处理装置进行技术改造，并达到新的排污限值要求----使排放的废水中的氨氮、BOD和悬浮颗粒物浓度分别符合2mg/L、10mg/L和10mg/L的限值。

    该污水处理厂的目标是：能够经济地达到环保标准，同时在不需强制增加严格的预处理工序的前提下利用已有的基础设施来安装新的处理装置系统。为达到用户提出的上述目标，需要采用最有效的技术、并通过完整的中试过程来获取处理该厂废水的相关数据。