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焦化废水成分复杂,含有氰化物、酚类、多环芳烃和杂环化合物等有机污染物,属于难生物降解工业废水。在焦化废水排放标准升级后,众多焦化企业迫切需要对废水处理站进行升级改造,在原有生化处理之后增加深度处理工艺,以满足废水排放达到新标准要求。本研究针对某焦化厂废水处理站生化处理工艺处理效果不稳定、出水不能达到直接排放标准的问题,以小试规模研究不同深度处理工艺对生化出水的处理效果,筛选出适宜的组合工艺进行中试规模试验验证,并以中试运行数据为依据进行了深度处理工艺运行成本核算,主要结论如下:1)确定了焦化厂废水处理站不同单元废水有机物特征焦化厂废水处理站进水中所含特征有机污染物主要包括酚类、氮杂环类、酮类、醇类、酯类、烷烃和多环芳烃。酸化单元出水中部分酚类和氮杂环类有机物浓度略有降低;好氧单元出水中基本无酚类、氮杂环类有机物存在,残余的难降解有机物主要为酮类、醇类、酯类、链烃和多环芳烃类。2)通过小试试验筛选出了适合的深度处理组合工艺开展小试试验,研究了混凝、膜过滤、芬顿氧化、臭氧氧化和次氯酸钠氧化等不同深度处理工艺的处理效果,并确定了“混凝沉淀+芬顿氧化”为适宜的核心深度处理工艺组合,初步确定了其主要工艺参数。3)通过中试试验优化了深度处理工艺参数并核算了运行成本开展现场中试试验,以“混凝沉淀+芬顿氧化+砂滤”深度处理工艺处理焦化厂废水处理站生化工艺出水。为期21 d的运行期内,在深度处理段进水CODcr低于300 mg/L的条件下,出水水质稳定达到《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）中一级排放标准。优化的工艺参数为:混凝过程PAC投加量100 mg/L120 mg/L、以160 r/min快速搅拌2 min、加入阳离子PAM（投加浓度1mg/L）并以70r/min慢速搅拌12 min、沉淀30 min;Fenton氧化过程控制初始pH值在2.83、H2O2和FeSO4·7H2O投加量分别为0.6 mL/L0.8 mL/L和0.70.85 g/L、反应时间30 min、调节pH值至8.5、沉淀30 min。深度处理工艺单位直接运行成本为4.34元/m3废水（只包含药剂费和电费）。