我国在向清洁新能源和可再生能源过渡的未来几十年中，由于“富煤、少油、缺气”的能源特点决定了新一代煤制气产业将扮演特殊重要的角色。但是，由于煤制气废水含有高浓度的酚类化合物、难降解有机物和有毒污染物，国内外煤制气废水的治理技术普遍存在出水效果不理想、系统稳定性差和处理成本高等问题。目前，经过课题组多年的研究，利用多级生化组合处理工艺处理煤制气废水虽然取得了较好的效果，但该工艺二沉池出水的难降解有机物含量仍然较高，出水水质不稳定，导致运行费用偏高等实际问题，因此需要我们继续探索，创新开发新技术满足煤化工废水的深度处理。通过色质联用技术（Gaschromatography-massspectrometry，GC-MS）对原水和二沉池出水进行分析，结果表明长链烷烃类化合物穿透率较高，降解率较低，对于出水COD的贡献较大，本课题将长链烷烃确定为深度处理的目标污染物。从哈依煤气煤制气废水处理工艺二沉池的底泥中分离获得8株长链烷烃降解菌，并对长链烷烃降解菌的降解特性进行研究。将其中4株长链烷烃降解菌投加到MBBR处理系统中，考察该工艺对模拟含长链烷烃污水和实际煤制气废水的处理效能，并对高效长链烷烃降解菌的吸附、摄取和降解机理进行了深入研究。考察煤制气废水中的主要污染物对烃降解菌降解效能的影响发现，长链烷烃浓度的增加会对烃降解菌的生长产生一定影响，菌株生长受阻可以通过延长培养时间得到缓解。酚类化合物对菌lys2-3降解长链烷烃效能的影响要大于对菌lys1-3的，150mg/L的蒽和10mg/L的氰化物均对菌lys1-3和菌lys2-3的生长能力造成严重影响，从而降低菌株对长链烷烃的降解能力。研究易降解碳源对长链烷烃降解菌降解效能的影响时发现，一定浓度的酵母浸膏对底物无竞争抑制作用，并能够促进降解菌的代谢作用，但考虑到实际工程应用，葡萄糖和甲醇相对较易获得，性价比较高。另外，还考察了易降解碳源对两株菌表面张力和细胞疏水性的影响及4株菌之间的相互作用对降解效能的影响。通过动态试验可知，利用MBBR生物强化体系处理模拟含长链烷烃污水时，COD和长链烷烃的去除率明显高于对照体系。MBBR工艺的填料填充率为30%，外源菌的投加量占活性污泥总量的15%（干重比）效果较好。利用MBBR生物强化系统处理实际煤制气废水二沉池出水时，与M1反应器（未投加长链烷烃降解菌的对照MBBR反应器）相比，M2反应器（投加长链烷烃降解菌的强化MBBR反应器）不但能够缩短反应器启动时间，还有效的提高了长链烷烃及COD的去除率。通过对出水水质和生物量及生物活性的分析可知，M2在长时间的运行过程中，始终保持着较高的生物量及脱氢酶活性。与M1相比，M2的烃去除率提高显著，说明投加的长链烷烃降解菌起到了生物强化的作用，并能在反应器中长时间保持其降解活性。同时，试验发现HRT为8h、溶解氧为3~5mg/L及投加50mg/L的甲醇基质时，对MBBR生物强化系统中长链烷烃和COD去除率提高最有利。因此，投加长链烷烃降解菌的MBBR生物强化反应器对煤制气废水二沉池出水的处理效果较好，显著提高了其长链烷烃的降解率，进而降低了出水COD的含量。M2的出水作为混凝沉淀池的进水水质，COD和难降解有机物含量明显降低，有利于减少投药量，降低运行成本。文中探讨了长链烷烃降解菌的降解机制。碳源接触面积对于2株菌吸附长链烷烃影响较大，而表面活性剂对2株菌影响略有不同。两株菌以主动运输的方式摄取长链烷烃，并且以包涵体的形式毫无修饰的将其储存于细胞内，但是两株菌体内包涵体的形态不同。菌lys1-3是通过胞吞作用以膜泡运输方式摄取长链烷烃，其产生的表面活性剂有助于长链烷烃的增容，并起到桥梁的作用协助长链烷烃进入细胞内。通过分析菌lys1-3的代谢产物推测其通过末端单加氧酶方式代谢长链烷烃，alkB功能基因的获得从分子水平上印证了这一推测。本文分离并鉴定了8株长链烷烃降解菌，深入地分析了高效烃降解菌吸附、摄取和降解烃的机理，提出了生物移动床处理煤制气废水中长链烷烃类化合物效能过低的问题，采用投加外源长链烷烃降解菌的MBBR强化工艺用于处理煤制气废水二沉池出水，提高长链烷烃和COD的降解率，从而减少混凝沉淀池的投药量，降低反应处理运行成本，为难降解有机物的深度处理技术奠定基础，并填补了国内外煤制气废水中长链烷烃强化去除技术研究的空白。