煤炭在我国能源结构中处于主导地位，占一次能源比重达到70%以上，是我国能源安全的重要保障。新型煤化工技术作为洁净和高效利用煤炭的先进方法成为我国能源领域研究的热点和发展的重点，该技术不仅能够解决我国煤炭资源因地理分布和消费空间不均衡所带来的运输制约问题，更可作为清洁原材料用以化学合成例如煤制油、煤制烯烃、煤制二甲醚、煤制天然气、煤制乙二醇等，促进我国煤炭资源向清洁能源的产业升级。
煤化工过程需要大量生产用水，用于煤气发生炉的煤气洗涤、冷凝以及净化，该过程产生大量的废水，该废水含有高浓度的污染物，水质成分复杂，主要以酚类化合物为主，同时含有大量的长链烷烃类、芳香烃类、杂环类化合物、氨氮、氰等有毒和有害物质，水质可生化性差，具有很强的微生物抑制性，是一种典型高浓度难生物降解的工业废水。同时，煤化工企业的正常运行不仅需要足够的新鲜水资源，也需要有环境容量足够大的纳污水体。然而，现代煤化工项目开发重点在煤炭资源丰富的西北及华北地区，这些区域水资源匮乏，占有量不到全国总量的20%，水环境容量不足，甚至缺乏纳污水体，煤化工产业的兴起将会导致该区域地下水的过度开采和严重污染。针对煤化工企业的发展与当地环境污染之间出现的严重矛盾，国家对新建煤化工项目的用水和水污染物的排放提出了严格的要求，处理后废水回用率达到95%以上，基本实现“零排放”。然而，常规的废水处理工艺无法获得满意的出水水质，水污染问题已成为制约煤化工产业发展的瓶颈。因此，通过研发提高废水可生化性的关键技术，缓解有毒和难降解物质对微生物的抑制作用，以较低的成本对煤化工废水进行深度处理，最终实现废水中污染物的大幅削减和水资源的重复利用已经成为煤化工企业可持续发展的自身需求和外在环保要求。
目前，单一的水处理工艺具有严重的局限性，不能有效地解决该类废水治理的问题，往往需要根据工艺特性进行灵活组合和优化，才能够互相弥补技术缺陷，最终实现废水循环回用和“零排放”。因此，根据处理工艺组合的角度和各自技术特点将其归纳为：分离技术、生物技术和高级氧化技术。
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分离技术
分离技术是通过一定的物理和化学手段将煤化工废水中高浓度的污染物或者有利用价值的物质进行分离和回收，这样的处理不但可以减少后续生物工艺中污染物对活性污泥的毒性抑制，而且还可以进行资源的重新利用，降低水处理成本。
1.1
脱酚和蒸氨组合工艺
目前普遍采用溶剂萃取脱酚和蒸氨组合工艺对煤化工废水进行预处理，回收所含有的高浓度酚和氨。例如，中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司改良了脱酚工艺，实现了脱酸脱氨后pH降到偏中性水平，有利于萃取脱酚工艺的优化运行，筛选甲基异丁基酮作为脱酚萃取剂，该工艺对单元酚和多元酚分配系数均大于二异丙醚，可以使总酚的萃取效率提高至90%以上，出水总酚质量浓度降至400mg/L以下，但是该工艺具有技术不稳定性，增加了有毒物质抑制后续生物工艺的风险。同时，该公司采用蒸氨塔进行水蒸气汽提-蒸氨工艺，将氨氮去除率提高到90%以上。
1.2
除油技术
预处理后的煤化工废水，总酚和氨氮浓度大幅减少，但仍存在一定浓度的油（生物工艺进水要求油＜50 mg/L），阻碍氧气在废水中溶解，影响生物工艺对污染物的去除。除油最常用的技术是气浮分离，在该过程中可以投加絮凝剂起到破乳和絮凝的作用，其除油效果明显优于混凝沉淀。但是，采用空气气浮除油过程中，曝气过程会产生大量的泡沫，生成较多环戊烯酮、其他杂环芳香族碳氢化合物和苯系物的衍生物，降低了废水的可生化性。使用氮气气浮除油是更为安全可行的新型除油工艺，在中煤集团鄂尔多斯能源化工有限公司煤化工废水处理现场使用，取得了良好的效果。
1.3
混凝和吸附技术
混凝和吸附技术常用于煤化工废水的深度处理工艺，赵庆良等采用了4种混凝药剂[Al2（SO4）3、PAC、PFS、FeCl3]深度处理该类废水并进行经济分析，认为混凝剂PFS处理成本最低。同时，崔晓君等研究了粉末活性炭吸附处理焦化废水的效果，pH为6，投加量为20g/L，吸附1 h后，COD去除率能达到98.5%。此外，为了降低吸附剂的成本，大量固体废弃物被用于废水吸附，刘心中等通过粉煤灰吸附焦化生化出水，结果表明，除氨氮外其余指标均达到国家城镇污水排放一级标准。混凝和吸附技术能有效地去除煤化工废水污染物，但存在再生和二次污染等问题，而且长期运行成本过高。
1.4
膜处理技术
近年来，膜技术在废水处理领域得到广泛应用，其中针对煤化工废水的研究和应用主要是膜生物反应器（MBR）和滤膜。韩超等以臭氧预氧化后的煤气废水作为MBR进水，出水水质达到了回用水的标准。同时，一些改良技术促进了该工艺的实际应用，例如S. Y. Jia等在MBR内投加粉末活性炭提高污泥浓度处理煤制气废水，取得了高效的污染物去除效果，而且活性炭的投加减少了跨膜压力，有效地缓解了膜堵塞。同时，煤化工废水深度处理工艺的最后一段通常采用双膜法，即超滤结合反渗透工艺，废水可以实现60%以上的回用，剩余30%~40%的浓盐水进入浓盐水站经过高效反渗透结合多效蒸发工艺，废水回收率在95%以上，基本实现废水“零排放”。但是双膜技术仍处在初级应用阶段，更多的是引进国外的成熟技术，存在自主研发的技术难题和缺乏工程应用的经验。
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