山西作为我国煤炭资源大省,煤焦化产业已成为山西重点产业,在给山西带来经济利益的同时,造成了严重的环境污染。焦化废水处理作为控制环境污染的重要手段,一直以来都倍受研究者关注,研究重点主要集中于焦化废水中各种污染物的降解和污泥处置利用,而对从焦化废水中逸散出的气态污染物相对缺乏研究,结合焦化废水处理实际,选取焦化废水中具有代表性的苯酚为污染物,以A~2/O工艺为载体进行实验研究。首先,定量分析反应过程中苯酚挥发量,通过响应面分析,研究各影响因素的交互作用,为制定控制苯酚挥发措施且使水厂高效节能运行,提供数据支撑和理论依据;其次,通过对A~2/O工艺厌氧、缺氧、好氧三阶段的碳指标测定,分析反应过程碳平衡,得到碳源在气、液、固三相的分布规律,对于深入分析每一反应阶段反应机理,进而寻找提高处理效果的方法具有指导意义;最后,采用高通量测序分析不同反应阶段微生物群落结构组成,得出不同含氧环境优势菌属,为特定环境中分离培养优势菌属提供依据。主要结论如下:1.A~2/O工艺去除苯酚过程中,在污染物浓度一定的条件下,影响反应过程中苯酚挥发的主要因素包括:曝气量、温度、水力停留时间。通过响应面分析得出,对苯酚挥发量的影响次序是:进水苯酚浓度>曝气量>温度>水力停留时间。当温度和曝气量处于高水平时,苯酚挥发量较高,控制苯酚挥发应首先考虑曝气量和温度的影响。在处理水质达标的情况下,尽量选择低曝气量、低温运行,这也符合环保节能的要求。2.进入A~2/O工艺系统的总碳中,64.9%的碳被微生物利用转移至固相,其中好氧阶段发挥主要作用;8.9%的碳随出水排放到环境中;19.8%的碳被转移至大气。在厌氧反应过程中进入气相的6.5%的总碳中,有5.9%是无机碳,0.6%是有机碳;在缺氧反应过程中进入气相的2.3%的总碳中,有2.0%是无机碳,0.3%是有机碳;在好氧反应过程中,进入气相的10.9%的总碳中,有7.7%是无机碳,3.2%是有机碳。3.采用高通量测序对反应各阶段微生物群落分析得出,在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)总量在反应各阶段所占比例均高达百分之九十以上,分别为91.4%、90.0%、91.1%。由厌氧环境过渡到好氧环境过程中,优势菌群变化明显,Proteobacteria门在反应过程中所占比例由10.0%逐步增大到63.6%,Firmicutes门和Actinobacteria门所占比例分别由46.1%和16.6%逐步减小到16.6%和0.4%;在属水平上,厌氧段主要功能菌包括Lactococcus、Olsenella、Anaerofilum;缺氧段主要功能菌包括Lactococcus、Rhizobium、Desulfovibrio;好氧段功能菌主要包括Rhizobium、Desulfovibrio和Comamonas。