在水处理工程中，多环芳烃（PAHs）的去除是一个重要的研究领域。多环芳烃是一类由两个或更多苯环通过共价键连接而成的有机化合物，广泛存在于工业废水、城市径流以及地下水污染源中。由于其较强的毒性和潜在的致癌性，如何高效去除水体中的多环芳烃已成为环境工程领域亟需解决的问题。

多环芳烃的来源与危害

多环芳烃主要来源于化石燃料的不完全燃烧、焦化厂排放、石油泄漏、汽车尾气等。它们具有较强的疏水性和化学稳定性，在自然环境中难以降解，容易在水体和土壤中长期积累，并通过食物链进入人体，对健康造成威胁。因此，有效去除水中的PAHs对于保障饮用水安全和生态环境健康至关重要。

物理方法去除多环芳烃

物理方法主要包括吸附、膜分离等技术，适用于不同浓度范围的PAHs去除。

吸附法是目前应用最广泛的物理去除手段之一。活性炭因其发达的孔隙结构和巨大的比表面积，被广泛用于去除水中的有机污染物，包括多环芳烃。此外，近年来新型吸附材料如生物炭、石墨烯氧化物、金属有机框架材料（MOFs）等也逐渐应用于水处理领域，展现出良好的吸附性能。

膜分离技术如超滤、纳滤和反渗透等也可有效截留水中的PAHs。其中，反渗透膜对分子量较小的PAHs也有较好的去除效果，但其运行成本较高，且易发生膜污染问题，需要定期清洗和更换膜组件。

化学方法去除多环芳烃

化学方法主要通过氧化还原反应破坏PAHs的芳香结构，从而降低其毒性和环境持久性。

高级氧化工艺（AOPs）是一种高效的化学处理技术，常用于难降解有机物的处理。常见的AOPs包括Fenton氧化、臭氧氧化、光催化氧化、电化学氧化等。例如，Fenton试剂（Fe²⁺/H₂O₂体系）可以在酸性条件下产生强氧化性的羟基自由基（·OH），攻击PAHs的苯环结构，实现开环和矿化；而臭氧氧化则可通过直接氧化作用或与过氧化氢联用生成羟基自由基来增强氧化能力。

紫外/氯氧化也是一种新兴的氧化技术，利用紫外光激发次氯酸根离子产生高活性物种，从而降解PAHs。该方法操作简便，适用于中小型水处理系统。

生物方法去除多环芳烃

生物降解是一种绿色、经济的处理方式，尤其适用于低浓度PAHs污染水体的处理。

许多微生物，如假单胞菌属、红球菌属、芽孢杆菌属等，能够利用PAHs作为碳源进行代谢分解。这些微生物可以通过有氧或厌氧条件下的生化反应将PAHs逐步转化为CO₂和H₂O。为了提高生物降解效率，通常采用投加营养物质、调节pH值、控制溶解氧浓度等方式优化微生物生长环境。

此外，植物修复（Phytoremediation）和动物辅助修复也被用于某些特定场景下的PAHs治理。例如，芦苇、香蒲等湿地植物不仅能吸收污染物，还能为微生物提供附着载体，促进协同降解作用。

联合处理技术的应用

由于单一处理技术往往存在去除率不高、运行成本高或操作复杂等问题，近年来越来越多的研究倾向于采用联合处理技术，以实现优势互补、提高整体去除效率。

例如，“吸附+高级氧化”组合工艺可先通过吸附剂富集PAHs，再通过氧化剂将其彻底分解，既提高了去除效率，又降低了氧化剂的使用量；“生物降解+膜分离”工艺则可在生物处理后进一步通过膜过滤去除残留污染物，确保出水水质达标。

结语

综上所述，水处理工程中去除多环芳烃的方法多样，各有优劣。选择合适的处理技术应综合考虑污染物浓度、水质特性、运行成本及工程规模等因素。未来的发展趋势将是开发高效、环保、低成本的新材料和新工艺，并推动多种技术的集成应用，以实现对水中多环芳烃的高效去除和资源化利用。