焦化废水是一种典型的成分复杂 、 量大面广 、有毒 有害 难降解 的 工业废水，产生 于 煤在高温干馏、煤气 冷却 净化和副产品回收 及 精制过程，除含有高浓度的氨、氰化物、硫氰化物、氟化物等无机污染物 之 外，还含有 大 量 酚类、吡啶、喹啉、多环芳烃 (PAHs) 等有机污染物 。为保护生态环境，环保部颁布新的排放标准《炼焦化学工业污染物排放标准 GB16171 2012 》，对排放水质及水量均有严格要求。国内处理焦化废水基本采用预处理 生物处理 深度处理组合工艺，生物处理因其经济、安全和环保等优势是废水处理的核心工艺。我国焦化废水生物处理80% 以上以 A/O 工艺为核心，目前仍存在生物处理易崩溃、出水难以达标等问题，尤其是硝化功能。微生物的群落结构决定着生物处理的运行效果，而操作条件是影响微生物群落结构的重要因素之一。因此，以 A/O 工 艺为研究目标，通过中试明确焦化废水生物处理硝化恢复的关键因素，并研究其对生物处理运行性能、污泥特性及群落结构影响，能够指导实际焦化废水处理工程的改造和调试，解决焦化废水难以稳定达标的关键问题。本文以实际焦化废水进行生物处理的中试，首先模拟工程运行出现的硝化崩溃问题，分析并确定影响焦化废水生物处理硝化功能恢复的关键因素，探索其对微生物群落结构的影响。其次，探究好氧水力停留时间对生物处理运行效果、污泥特性及微生物群落结构的影响。最后，以中试研究结果为基础，对 10 000 m 3 /d 的焦化废水实际工程问题，提出改造及 调试方案，保证工业园区内焦化废水的稳定达标排放。获得主要结果如下：
       （1) 中试 模拟工程运行 条件下，进水方式 对装置 COD 去除率和 硝化 功能 恢复 无 影响 ；降低 污泥 COD 负荷 可以缓慢的恢复硝化功能，但抗冲击能力较差；好氧 HRT 是 影响硝化 功能 恢复的关键因素 。 在一定 实验条件下 ，好氧 HRT 由 7d缩短 至 4d ，可以减少污泥衰减量，提高有效污泥浓度、污泥活性及硝化 活性 。
      （2 ）随着 好氧 HRT 的增加， 容积负荷 的降低 生物处理对 COD 的降解更为彻底，其出水具有更低的 COD 、色度、 UV254 及酚类物质。 但是 随着 好氧HRT 的增加， 容积 负荷 的降低 生物系统的污泥硝化速率逐渐降低、硝化活性变差 ，且 好氧 HRT 为 3d 和 4d 时对氨氮去除更稳定、抗冲击能力更强。这是由于生物系统的好氧 HRT 过长 、容积负荷 过低 ，污泥内源呼吸加剧（异养菌和硝化菌），污泥解体，同时以菌胶团为载体的硝化菌也随出水流失。 此外 好氧 HRT更长 、容积负荷 更低 的系统亚硝化单胞菌属和硝化螺旋菌属丰度更低，而微生物的群落结构多样性和丰富度更高。
      （3) 针对 10 000 m 3 /d 工业园区内焦化废水 硝化 功能恢复改造 工程 通过 减少 使用池容 、 缩短 HRT 、 增加容积负荷（ 由 0. 225 kg/d 提升至 0. 41 5 kg/d 生物系统 两段 污泥氨氧化速 率由 1.33 和 2.83 mg ·h 1 ·gSS 1 分别 提高 至 4.71 和 5.59mg·h 1 ·gSS 1 硝化 负荷 由 0.1 kg/d 提升至 0.4 kg/d 且 最终出水 满足炼焦化学工业污染物排放标准（ GB1 6171 2012 表 2 直排标准 。