近年来,我国煤化工行业发展迅速,煤化工废水的处理技术也在不断进步,但“零排放”标准迟迟无法达到。煤化工废水的处理成为限制煤化工行业发展的一大重要因素。本课题针对煤化工废水低可生化性、低碳氮比的问题,以“活性炭-活性污泥工艺(Powdered activated carbon treatment,PACT)+湿式空气再生技术(Wet Air Regeneration,WAR)”代替原来的“AO+深度处理”工艺。探究了PACT工艺对水中有机物和硝化反硝化效果的影响,WAR活性炭再生技术对活性炭性质的影响,以及再生液相产物对PACT工艺去除有机物和硝化反硝化效果的影响。通过静态实验研究了活性炭的吸附动力学和热力学,并从四种备选吸附剂中优选出了一种吸附速率快、吸附容量大、在PACT工艺中发挥效能高的的活性炭作为实验用炭。确定了活性炭的最佳投加量为1.5g/L。探讨了PACT工艺中的“吸附-降解-生物再生-再吸附”的过程。动态实验结果表明PACT工艺可以提高有机物、氨氮和总氮的去除效果,COD和总酚的去除率分别提高10.03%和2.76%,氨氮和总氮的去除率分别提高42.03%和9.22%。活性炭可以促进硝化过程中的亚硝态氮转化为硝态氮,强化水中不易被生物降解的不饱和化合物的去除,并且可以吸附微生物活动产生的大分子物质。提高污泥沉降性能,增强微生物繁殖能力。改变污泥中微生物的群落,促进硝化、反硝化和芳香化合物降解相关的功能菌的生长。WAR技术通过改变活性炭的孔径分布和表面官能团而影响活性炭的吸附性能。活性炭的再生率为83.33%。再生液中由于含有乙酸、丙酸等挥发性脂肪酸而具有比甲醇更好的脱氮效果。PACT+WAR工艺联合实验表明再生液作为外加碳源和共基质对有机物和总氮的去除具有很好促进效果。建立了微生物质量平衡、物质质量平衡、活性炭质量平衡和泥炭质量平衡。经济分析表明“PACT+WAR”工艺相比于原来的“AO+深度处理”工艺具有极大的经济优势,吨水运行成本可降低0.85元。