焦化废水中含有数十种无机化合物和有机化合物,其中无机化合物主要是大量铵盐、硫氰化物、硫化物、氰化物等,有机化合物除酚类外,还有单环及多环的芳香族化合物,含氮、硫、氧的杂环化合物等。正是因为焦化废水中含有的这些毒性物质对微生物具有毒害和抑制作用,所以应用常规的活性污泥法处理焦化废水达到国家标准尤其艰难。利用生物强化技术,即培养的具有强适应能力和降解能力的菌群,与不同处理系统相结合,可以有效的降解污染物。生物强化技术处理焦化废水是一种最有效,最安全,最彻底和最经济的方法。本试验通过培养具有高效降解焦化废水的微生物,对微生物的个体特性、群体特性和在O-A/O反应器的作用效果进行了研究。降解焦化废水的“可培养菌群-混合菌群”相结合的复合菌剂从以下几个方向培养获得:①从焦化废水厂的活性污泥中筛选出100多种不同的细菌,根据它们对焦化废水的降解效果,选出其中22株优势菌;②采集自然界腐木,通过驯化筛选出3株白腐真菌;③利用实验室中的SBR反应器处理含有高浓度的氨氮和苯酚的生活污水,从中筛选出了16株菌;④混合培养焦化废水的污泥,并用不同毒物驯化,提高其降解效率;⑤实验室保存的具有较好降解能力的菌液。多种方式获得的菌种使得组合复合菌剂的微生物具有了一定的多样性。对22株优势菌各自进行了菌种鉴定和生理特性的测定,以57菌为例:16S rDNA测序分析结果为Pseudomonas sp(假单胞菌属);57号菌在接种后的前4h处于延滞期,在4h-88h期间进入对数期;在88h-132h期间处于稳定期,132h后进入衰亡期;在pH值是7.5时生长最好;属于兼性菌。通过对菌种的组合对降解焦化废水效果的测定,发现复合菌对焦化废水的COD降解率比单株菌或简单组合较高,而且复合菌种菌株越多,系统就越稳定。好氧菌的组合第Ⅹ组比第Ⅰ组的COD降解率高出20%;兼性菌的组合第Ⅴ组比第Ⅰ组高出近20%;菌种的总组合中COD的降解率高达35%之多。对复合菌剂的降解特性测试表明:微生物对焦化废水的处理效果与焦化废水中微生物的生长量密切相关,COD的降解率与微生物的生长量基本上成正比;菌群的pH适应范围较广,pH为6时,COD降解率最高;在共代谢的作用下,添加一定量的单糖能促进焦化废水的降解;添加乙酸氨能够有效提高COD的降解率;投加的营养物质的碳氮比为3:1至5:1时,降解效果较好;焦化废水缺少磷元素,添加一定量的磷元素对焦化废水的降解较为重要;Ca2+添加浓度为100mg/L时,微生物的活性最好;Fe2+的浓度超过50mg/L时,对微生物的生长产生抑制;Mg2+浓度在50mg/L时,生物活性最好;Mn2+浓度在50mg/L左右时,生物活性最好。通过将菌剂投加到O-A/O反应器来测试菌种在实际工程中的应用效果。小试中,未投加菌剂时,反应器对COD的降解率为40%;投加优势菌后反应器对COD的降解率为56 %;投加复合菌后反应器对COD的降解率为76%。以上研究结果表明,将筛选的复合菌剂应用于焦化废水的强化处理是可行的。将复合菌剂和特定的反应器结合进行焦化废水的处理,简化了对处理工艺的改变,提高了处理效果,而且成本较低,为生物强化法处理高浓度难降解有机废水提供了理论基础和实际参考。