煤化工工业污水量巨大，组成复杂，有毒有害物质含量高，处理难度大。现阶段运行中的煤化工废水处理工艺以生物法为主，废水中含有大量如酚等多种工业原料，在厌氧处理中被作为COD去除，既加大了生化段处理负荷，又是一种资源的浪费。我们将渗透蒸发技术引入到废水处理前部单元，既可以将有用物质回收又可以减轻后段生化处理负荷，完成资源回收利用和改善煤化工废水处理经济性能的双重功效。将渗透蒸发工艺作为煤化工废水的物化处理单元，初步研究了不同种类聚合物膜对于水中苯酚的分离特性，优选出具有最高分离特性的渗透蒸发膜材料；进行了有关渗透蒸发膜传质的研究；渗透蒸发技术处理煤化工综合废水的中试试验研究。针对不同渗透蒸发膜材料，得到在苯酚含量较高，控制温度在70℃时，渗透蒸发膜苯酚通量大小顺序：PEBA膜>接枝改性PDMS膜>交联改性PDMS膜>PDMS膜。而不同膜材料对于苯酚的分离因子大小顺序：接枝改性PDMS膜>交联改性PDMS膜>PDMS膜>PEBA膜。通过研究优选出接枝改性PDMS膜最适宜分离废水中的挥发酚。采用阻力串联模型结合膜间比差法研究渗透蒸发膜传质过程，可有效地描述出控制因素对于各部分传质速率的影响。研究发现流速对于膜内传质系数没有影响，同膜外边界层的传质系数呈正相关，当流速达到25cm/s时，膜外传质系数达到11×10^-6m/s，同时50μm的渗透蒸发膜内传质系数为4×10^-6m/s，膜内传质速率要远小于膜外传质速率，膜内扩散传质过程成为主要控制步骤，减小膜厚度有利于加快传质速率。温度同膜内传质速率的关系符合阿伦尼乌斯关系式，温度同膜外传质系数呈线性相关。中试试验研究发现处理实际废水，前处理和及时的膜清洗对于保证渗透蒸发分离效果贡献巨大。中试试验的各项条件可控，便于未来实际应用的推广。传统渗透蒸发中试试验在最优条件下，需要2小时的系统启动时间，最高酚类去除率可以到60%，鼓气式系统的最高酚去除率为66%。