丁醇、丙酮是重要的平台化合物和潜在的生物燃料，在石油资源日益枯竭、石油价格不断上涨的背景下，利用可再生资源发酵法生产丙酮丁醇具有广阔的发展前景，但丙酮丁醇(ABE)发酵会产生大量废水，其总溶剂产量仅占发酵液体积的2％，每生产1吨溶剂至少产生50吨废水，成为制约丙酮丁醇发酵产业发展的主要原因之一，因此研究开发丙酮丁醇发酵废水的处理和回用技术，对促进丙酮丁醇发酵行业的健康发展具有现实意义。 本研究对丙酮—丁醇发酵废水采用絮凝沉淀、酵母菌发酵处理、活性炭吸附三步法处理技术，废水化学耗氧量(CODcr)从23600mg/L降到276mg/L，CODcr去除率达98.8％，达到国家二类污染物三级排放标准。 絮凝沉淀以分子量(MW)≥1200万的聚丙烯酰胺为絮凝剂，通过正交实验确定最佳絮凝条件为：絮凝剂添加量120mg/L，废水pH5.0，絮凝温度35℃，250r/min搅拌10min，静止絮凝50min。在此条件下，CODcr去除率达到44.0％。 假丝酵母通过高浓度废水耐受性驯化，发酵时间从48h减少到36h，发酵能力也有较大提高；采用二级种子培养，发酵时间再次缩短到28h。通过单因素分析和正交实验，确定发酵条件为：接种量12.5％，发酵液pH5.0，装液量50mL/250mL，发酵温度37℃，摇床转速180r/min，发酵时间28h。经酵母发酵处理，废水CODcr降为降为1652mg/L，同时可得到7.65g/L的饲料蛋白，实现了废水资源化。 通过对粉状活性炭和颗粒状活性炭吸附性能和经济可行性分析，发现使用颗粒状活性碳柱处理最为经济有效。实验表明，25g活性炭装柱，径高比1:5，废水流速250mL/h，出水效果较好。 本研究还对不同处理程度的废水回用到丙酮—丁醇发酵进行研究，结果表明，经絮凝处理的废水，10％回用比，可连续回用10次；经假丝酵母发酵处理的废水全回用一次；经三步法综合处理的废水连续全回用4次，总溶剂和丁醇产量稳定。采用三步法综合处理再连续全回用的废水处理工艺，污水排放量可以减少80％，同时大幅度减少发酵用水量。