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高浓度有机废水是一类具有污染物浓度高、成分复杂,且多数有毒有害等水质特点的废水,未完全处理或是未经处理直接排放到水体,可导致一系列严重的环境问题。针对我国目前高浓度有机废水产生量大、污染物去除效果差、处理工艺运行成本高、工艺操作相对复杂等现实问题,除了积极开发节水技术外,加快研究并开发出投资成本较低、适应性较强、运行管理较为简单的高浓度有机废水处理工艺进行工程示范也迫在眉睫,这对于促进我国包括畜禽养殖业废水、食品加工废水在内的高浓度有机废水高效处理与回收技术发展具有十分重要的现实意义。论文试验采用了黑膜沼气池+活性污泥法+后处理技术等形成的组合工艺,选择猪场废水和马蹄淀粉厂废水作为高浓度有机废水处理的工程案例,对比研究了组合工艺及各处理工段对两种高浓度有机废水的处理效果,探究组合工艺在试验条件下的调控优化。经过工程试验取得以下研究结论:(1)经过组合工艺处理,猪场高浓度有机废水原组合工艺最终出水NH4+-N、NO3--N、TP、TN、COD平均出水浓度分别为42.64mg/L、65.18mg/L、4.31 mg/L、230.83mg/L、220.05 mg/L,增设UF分离膜后组合工艺最终出水平均浓度则分别为28.69 mg/L、122.42 mg/L、2.80 mg/L、244.19 mg/L、212.53 mg/L,改良型组合工艺最终出水平均浓度则分别为64.63mg/L、62.96 mg/L、1.87 mg/L、212.80 mg/L、238.53 mg/L;而马蹄淀粉厂高浓度废水工艺最终出水平均出水浓度则分别为0.44mg/L、2.69 mg/L、4.24mg/L、49.54 mg/L、68.27 mg/L。由此可见,两类废水处理工艺最终出水各监测指标分别符合《畜禽养殖业污染物排放标准》(DB44613-2009)和《污水综合排放标准》(GB8978-1996)。(2)黑膜沼气池对NH4+-N的去除率较低。猪场废水黑膜沼气池和马蹄淀粉厂废水黑膜沼气池去除率仅为-43.77%和-3.84%,猪场废水黑膜沼气池对TN的去除效果比马蹄淀粉厂废水黑膜沼气池差,但其他污染物的去除效果则猪场废水黑膜沼气池的去除效果较好,猪场废水黑膜沼气池对NO3--N、TP、TN、COD平均去除率分别为70.02%、50.77%、45.92%、93.58%,而马蹄淀粉厂废水黑膜沼气池则分别为54.39%、41.56%、64.28%、55.28%。(3)猪场废水生化池脱氮效果较差,硝化能力过剩,反硝化作用明显不足;马蹄淀粉厂废水生化处理对氮素污染物去除效果优于猪场废水生化去除效果。猪场废水生化处理对NH4+-N、NO3--N、TN平均去除率分别达到80.38%、-551.74%、21.90%,而马蹄淀粉厂则分别为96.81%、61.47%、61.93%,前者需加强反硝化阶段脱氮效果。(4)两类废水采用了不同的后处理技术,污染物去除效果明显,出水浓度较稳定。马蹄淀粉厂废水采用化学强化法进一步去除生化池出水中的TP、COD,最终平均出水浓度分别为4.24mg/L、68.27mg/L,平均去除率分别达到70.93%、76.46%;而猪场废水则采用化学强化、UF膜分离、人工湿地等组成后续处理工艺进一步去除生化池出水中的NH4+-N、TP、COD,工艺最终平均出水浓度分别为42.50mg/L、4.08mg/L、223.11mg/L,平均去除率分别为43.71%、93.42%、52.35%。(5)不同季节、不同气温条件下,猪场废水组合工艺对NH4+-N、COD的去除效果表现为夏季>秋季>冬季,而马蹄淀粉厂废水组合工艺对NH4+-N、COD去除率与气温相关性不显著;前者对TP的去除效果表现为冬季>秋季>夏季,而后者TP去除率与气温呈极显著正相关。(6)在本试验条件下,猪场废水活性污泥系统NH4+-N、COD去除率与MLSS呈极显著负相关,NO3--N、TN、TP与MLSS相关性不显著;提高马蹄淀粉厂废水活性污泥系统MLSS对COD、TN去除效果影响不大,当MLSS提高至1900mg/L时,NH4+-N、NO3--N、TN去除率达到最大,生化脱氮效果较好。