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在预处理工艺中，隔油、沉淀等工艺大多数都是运用的物化处理方法，在隔油法操作工艺中，主要的操作方法为重力分离型、旋流分离型的操作方法。这种操作工艺主要是针对于一些在煤化工废水中含有大量的酚和氨的情况，在处理这种煤化工废水时需要首先对煤化工废水中的酚和氨进行过滤，之后再进行接下来的操作。在操作流程上，对煤化工废水中的氨进行处理时，主要是运用蒸汽脱酚法、溶剂萃取法、液膜技术法来将煤化工废水中的氨离子进行萃取隔离，在对煤化工废水中的酚进行处理时，需要运用的处理方法是利用异丙基醚作为预处理剂，将煤化工废水中的酚离子进行提前处理。在许多煤化工企业中，工作人员大多数都运用这种方法来对煤化工废水进行提前的预处理，将煤化工废水中的氨和酚物质进行第一遍的隔离和处理，有利于简化后续的处理工艺。
2.2 生化处理
煤化工废水在经过预处理之后，接下来将要进行的处理环节就是生化处理，在生化处理中，主要运用到的物质是厌氧、载体生物流化床、序批式活性污泥等处理工艺。需要将这些物质投入到活性污泥中进行加工的处理，必要时还要加上一些活性炭起到过滤的作用。在选择生化处理工艺中所运用到的物质，需要根据实际煤化工废水中的物质进行处理剂物质的选择。
2.2.1 厌氧法
厌氧法主要是将一些微生物或者是具有反硝化反应的物质进行普通活性污泥的处理过滤。在经过普通活性污泥的过滤环节之后，再进行厌氧法的处理，在厌氧法中，煤化工废水中的COD质量以及浓度会随着工艺的推进而不断的减少。经过厌氧法的处理，煤化工废水中大多数的物质都能得到分解，但是在煤化工废水中其他的化学物质却很难进行或者是大面积的清除。工作人员需要对这些难于处理的物质进行厌氧固定膜的操作对这些难于清除的物质进行处理，随着厌氧固定膜在实际厌氧法中的应用产生了较好的效果，厌氧固定膜被更多的应用在处理煤化工废水的生化处理环节中。
对于厌氧处理的流程，主要是为了将煤化工废水中难以降解的物质进行结构链的改变，使这些难以降解物质的有机成分变为链状化合物。厌氧处理因其处理方法的特殊性，被广泛的应用于焦化废水的处理中，当焦化废水经过预处理之后，废水中大部分的物质都已经被过滤，只剩下一些难于降解的化学物质比如COD、挥发酚等，这些物质在经过氧化法之后，其物质的质量和浓度会得到大幅度的降低，因此，厌氧法被广泛的运用在焦化废水的处理上。
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载体生物流化床主要是在煤化工废水处理的过程中，将生物膜法和活性污泥法运用于煤化工废水的处理环节中，利用活性泥垢组成筛网状的过滤网，将煤化工废水中的一些物质进行祛除。另外利用载体生物流化床还能够将煤化工废水中的物质进行高负荷的脱除氨氯操作，因为在对煤化工废水处理时运用载体生物流化床的方法投入的成本较低，载体生物流化床相比于曝光池来说占用面积还小，所以在当前煤化工废水生化处理中，载体生物流化床法是运用次数最多的生化处理手段。但是载体生物流化床的操作工艺并不是十全十美的，在操作载体生物流化床时需要煤化工处理手段和技术较为丰富的工作人员进行操作，假如操作人员没有较为丰富的处理经验，则在载体生物流化床操作中很容易因为操作手段的不足而使得填料丢失的情况，不仅对后期的操作带来恶劣的影响，还使得煤化工废水的处理资金增加，给整个煤化工处理工艺带来诸多的问题。
2.2.3 序批式活性污泥
煤化工废水在生化处理中经过了厌氧法和载体生物流化床处理工艺之后，接下来所要进行的操作工艺就是序批式活性污泥操作，经好氧和厌氧交替反应过程中的降解污水中的有机物成分进行再次的过滤，序批式活性污泥的处理方法是在传统活性污泥法进行改良的技术，是随着当前煤化工产业的不断发展而衍生出来的一种新型操作方法，并且煤化工废水在经过序批式活性污泥操作之后，煤化工废水中的化学物质含量能够达到相关的要求和相关的标准，是一种新型的煤化工废水化学处理手段。
生化法是煤化工废水处理中最重要的环节，生化法能够将废水中的类和苯类物质进行有效的祛除，但是生化法只能对煤化工废水中一些简单的物质进行去除，对于一些较为复杂的物质在处理时还存在着诸多不足之处，这就需要工作人员根据煤化工废水的物质组成成分进行接下来的操作工艺，将所有化工废水中的物质进行有效的去除。
