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焦化废水是煤高温裂解得到焦炭和煤气，在回收焦油、苯等副产品的过程中产生的。其成分非常复杂，含有焦油、苯、苯酚、氰化物、吡啶、喹啉、嘧啶等生物难降解物质，色度高，水量、水质变化大，是一种典型的含有大量有毒有害物质的工业废水。单独使用生物处理工艺对焦化废水中色度和COD的去除效果并不十分理想，难以使出水达到国家排放标准，给环境和人类社会带来严重危害。研究表明：生化处理后的焦化废水，经吸附、絮凝和氧化一套组合工艺能够有效地降低废水中的色度和COD，并使之达到国家二级排放标准。
本课题实验研究采用单因素实验以及正交实验分析的方法，确定了低分子无机絮凝剂(硫酸铝、硫酸铁)、高分子无机絮凝剂(聚合硫酸铁、聚合氯化铝、KS-103、M180、自配聚合硫酸铝铁)、吸附剂(硅藻精土、活性白土、粉煤灰、炉渣)以及氧化剂(过氧化氢、次氯酸钠)在最佳去除效果下的反应条件；同时利用吸附剂、絮凝剂和氧化剂进行工艺组合，发挥各种药剂的“协同”作用。研究结果如下：
(1)利用单因素分析方法对低分子无机絮凝剂硫酸铁、硫酸铝进行实验，确定去除效果最优时两种絮凝剂的投加量在300 mg/L～350 mg/L，pH值为5～6、温度30℃，助凝剂PAM投加量在4mg/L～5mg/L，搅拌条件为高速搅拌ω<,1>=1000 r/min t<,1>=2 min，低速搅拌(ω<,2>=150～200 r/min t<,2>=5 min，沉淀时间t<,3>=10 min。实验结果表明：硫酸铁处理效果要比硫酸铝稍微强—些，两者对色度去除率在40％左右，COD去除率在25％左右，实验所得水质色度在230～250倍，COD在150 mg/L～220 mg/L之间，未能使处理后水样达到国家二级排放标准。
(2)利用正交实验设计的方法找出高分子无机絮凝剂聚合硫酸铁、聚合硫酸铝、KS-103、M180在处理焦化废水中的最佳絮凝剂投加量、水样pH值和温度，并分别分析了影响因素的显著性，结果表明M180在四种絮凝剂中处理效果最好，色度去除率为65.9％，COD去除率为36.1％。
(3)利用正交实验确定出在自配聚合硫酸铝铁絮凝剂中Fe/A1配比为2：1、在色度去除效果最好时可达63.4％，聚合铝铁的最佳投加量为300mg/L；在COD去除效果最好时可达35.2％，聚合铝铁的最佳投加量为450mg/L。由于聚合硫酸铝铁中复合了铝盐和铁盐，两者协同互补，性能也不错。
(4)利用单因素分析方法分别对硅藻精土、活性白土、粉煤灰和炉渣进行对比实验，结果表明：吸附剂在投加量比较大(≥12g/L)、偏酸性时处理效果比较好，硅藻精土和活性白土所要求的温度较高，而粉煤灰则在低温时效果不错。从技术及经济两方面考虑，选择粉煤灰作为处理焦化废水的吸附剂。反应条件为：投加量18g/L，温度T=20℃，PH=5，吸附时间为30min；色度去除率为：40.9％，COD去除率为：25.6％。
(5)采用粉煤灰分别和M180、聚合硫酸铝铁在最佳反应条件下进行组合实验，色度去除率在80％左右，COD的去除率也在50％以上，可是处理后水质仍然没有达到排放标准要求。
(6)在第五步的基础上，向经吸附絮凝处理的水样中投加氧化剂H<,2>O<,2>和NaClO，在确定了两者相对较优反应条件后，进行工艺组合的优化，推荐的两种组合工艺为：粉煤灰+M1 80+H<,2>O<,2>和粉煤灰+P AFS+NaClO。经氧化处理后的水质色度在25～30倍，去除率在95％以上；COD在90mg/L左右，去除率在70％左右，达到排放标准。
(7)对两种工艺组合进行经济分析，通过对废水处理药剂费用的比较，确定本课题实验处理焦化废水生化出水的最佳组合工艺为：粉煤灰+M180+H<,2>O<,2>。此工艺处理一吨废水所用药剂费为3.74元左右。
(8)在推荐的组合工艺基础上，对焦化废水生化出水的物化处理工艺流程进行了初步设计。