焦化废水是一种高浓度有机特征废水,具有能源化处理的潜力,但工程上以实现高浓度有机废水产甲烷处理的厌氧生物技术在焦化废水处理工程并没有成功案例。课题组前期研究表明,焦化废水难以实现产甲烷过程,主要是由于水解酸化阶段受到了严重抑制。为此,强化焦化废水的水解酸化性能,就成为实现焦化废水能源化处理的关键。鉴于此,本论文构建焦化废水水解酸化反应器,以铁炭功能材料作为水解酸化过程的强化剂,考察其对焦化废水水解酸化性能的影响,结合污泥理化特征及系统微生物群落结构变化特征,探究其可能的作用机制。论文取得的主要研究结论如下:（1）铁炭强化焦化废水解酸化性能研究表明,与课题组前期未投加铁炭的水解酸化系统相比,适量铁炭的投加强化了系统的产酸性能。其中VFA产量由70.73 mg/L增加到了124.038～148.729 mg/L,酸化率也由20.76%增加到了38.31%左右,相应的活性污泥蛋白酶和乙酸激酶的活性分别由3.718 nmol/min/g鲜重和7.283 nmol/min/g鲜重增加到了9.302 nmol/min/g鲜重～15.885 nmol/min/g鲜重和8.324 nmol/min/g鲜重～19.67 nmol/min/g鲜重。（2）GC-MS及常规物化检测方法对系统进出水的水质特征初步分析表明:焦化废水中含量高的酚类物质被有效降解,去除率均达到了50%以上;部分含氮和含硫化合物被分解为小分子物质,致使出水氨氮和硫化物含量高于进水。分析污泥相中成分显示,污泥中吸附有碳原子数量在10以上的有机物和部分中间产物。微生物降解转化和污泥吸附致使焦化废水中有机物去除率为23%～49%。（3）污泥的理化性质分析表明,铁炭的加入能够使污泥保持较大的粒径,一方面可以抵抗外界环境的变化,减少生物量的流失,另一方面也利于有机污染物的去除。投加铁炭能够减弱焦化废水对微生物的毒性作用,使分泌的EPS由1737.21mg/g VSS（未投加铁炭）降为134.69～241.32mg/g VSS（投加铁炭）。SEM显示,污泥呈多孔结构,利于微生物排放代谢产物和汲取养分。此外,加入铁炭还有利于污泥浓度趋向于稳定,保持污泥生物量。（4）分析微生物群落结构表明:Euryarchaeota的丰度保持在96%以上,为门水平下古菌中的优势菌群,且属水平下的产甲烷菌大多属于Euryarchaeota。在门水平下的细菌中,Firmicutes、Proteobacteria和Chloroflexi等水解酸化菌为优势菌群,丰度保持在75%以上,维持着反应器系统水解酸化水平。投加铁炭使系统内Firmicutes、Chloroflexi、Bacteroidota、Halanaerobiaeota和Synergistota等菌群得到了强化。在属水平下的水解酸化菌中,参与异化铁还原过程的Clostridium＿sensu＿stricto＿1属于优势菌,相对丰度在13%左右。产乙酸类菌Bifidobacterium的相对丰度分别为4.88%,8.35%、13.16%、14.03%和17.91%。在属水平下同型产乙酸菌中,主要有Acetobacterium、Clostridium、Sporomusa和Moorella四种菌群,其中Acetobacterium占据优势地位。属水平下铁还原菌中Shewanella以底物水平磷酸化的方式生成乙酸,Geobacter、Shewanella与铁氧化物之间能够形成一种“细菌-铁氧化物-细菌”的网络结构来促进电子的传递,而铁炭能进一步促进电子传递。