东北老工业基地的水环境污染已呈积重难返之势，水环境中的石化废水以其污染程度和污染物排放数量成为水环境污染中的一大公害。针对东北冬季水温低、水处理难度大的特点，从分析污水中特征污染物的角度入手，探讨了低温工程菌筛选与构建策略，分析了工程菌固定化载体的选择原则，提出一种更为廉价高效的寒冷地区污水生物强化处理技术，以期为改善东北老工业基地水环境污染奠定基础。　　以污水中有机污染物的含量多少、对COD贡献大小和可生物降解性能为筛选原则，采用理化和GC-MS分析手段，确定石化废水中的特征污染物分别为石油烃类、苯胺类、苯酚类和显色有机物。针对特征污染物筛选出372株低温工程菌，并对其中44株高效菌进行了鉴定。　　将44株高效菌和29株库存菌种进行生态位组合构建，通过菌源重组、生态位分离和自适应的构建策略，得到了功能菌群C1、C2和 C3。对构建的工程菌群进行了固定化研究。经小试试验表明，两种填料均可以达到固定化目的，固定工程菌的反应器对污染物保持了较高的去除率。　　为进一步获得生物强化技术处理石化废水的设计和运行参数，论文对石化废水进行了中试研究。将构建并固定的工程菌群的生物填料投入二级 AO反应器，使反应器在低温条件下运行，研究二级AO工艺对COD、NH4+-N、苯胺、苯酚、色度等的去除效果。结果显示，在HRT为17.5h、进水 COD504.11mg/L、进水 NH4+-N13.25mg/L的情况下，出水COD和NH4+-N分别为84.26mg/L和11.77mg/L。同时对中试装置出水的 GC-MS分析表明，有机物的种类由未强化时的68种减少到了强化后的31种，出水的绝对石油烃含量、苯系物含量较未强化前都大幅度下降。　　生物强化技术在寒冷地区废水处理中的应用是可行的，该技术的采用有效提高了污染物净化效能、加快了系统启动、强化了系统稳定性和耐负荷冲击能力，实现了在不扩充现有水处理设施的前提下，提高废水处理系统的范围和能力目的，为东北老工业基地水环境污染治理提供了有益的指导和借鉴。