内蒙古大唐国际克旗煤制天然气项目采用鲁奇加压气化技术生产天然气及其它副产品，生产过程中产生的煤气化废水污染物浓度高、成分复杂，COD、氨氮和酚等含量均较高，处理难度很大。为优选该类废水的处理工艺，确定相关运行参数，开展了一系列小试和中试研究。论文对废水的各项污染指标进行了分析，经分析可知克旗试烧废水主要污染物是苯酚为主，其它污染物含量相对较低，可生化性较好；臭氧氧化预处理0.5h时废水生化性由0.36提高到0.74；混凝沉淀预处理PAC的最佳投药量是300mg/L，COD去除率为14%，产泥量为22%(以30分钟沉降比计)；厌氧+好氧处理工艺对克旗废水COD的去除率可达到90%；使用聚合氯化铝对厌氧+好氧后出水进行混凝沉淀COD去除率可达到40%。通过中试运行试验研究，最终确定生化处理段采用“厌氧+缺氧+好氧”和深度处理段采用“混凝沉淀+臭氧氧化+曝气生物滤池”为主体的工艺路线。试验证明：原水经过生化反应段可实现近90%的COD去除率和95%以上的氨氮去除率；采用专用有机药剂，对生化出水可达到60%以上的COD去除率并且色度有明显的降低；“臭氧氧化+曝气生物滤池”可实现近60%的COD去除率，且出水COD值波动较小。在小试、中试试验研究基础上，进行工艺方案设计，在预处理阶段增设事故池、隔油沉淀池、综合调节池；生化处理段选择确定A/O反应池工艺；深度处理阶段增设国内较为成熟的V型滤池过滤技术作为出水达标的保障措施。在工艺设计方案基础上对克旗煤制天然气项目废水处理项目进行了运行费用分析和项目建设投资估算，估算结果表明，项目建成后吨水直接运行成本为3.15元/吨水；工程总投资约为8180万元，吨水投资约为4090元/吨水。