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本文根据焦化废水含有大量结构复杂的有毒有害难降解有机污染物的特点，设计采用上流式污泥床过滤器(UBF)和曝气生物滤池(BAF)串联的组合工艺，应用一种功能化大孔聚氨酯泡沫作为载体固定微生物，探讨该工艺处理焦化废水的可行性。研究结果表明，经UBF处理后，废水的可生化性得以提高；水力停留时间及进水负荷对NH3-N去除效果的影响明显大于对COD的影响。在BAF反应器中，COD的去除主要发生在反应器的下部，而NH3-N的去除贯穿于整个反应器。当厌氧段HRT为15.4h、好氧段HRT为31.3h时，系统对COD和NH3-N的去除效果均较好。
稳态运行时，系统对COD、NH3-N、TN、TOC和挥发酚的去除率分别为81.5％、96.4％、56.9％、81.8％和99.9％。分析表明，焦化废水中的有机物主要为酚类和氮杂环化合物，其中喹啉及其衍生物是氮杂环化合物的主要成分。经UBF处理后，废水中易于降解的简单化合物被降解，部分复杂化合物转化成相对简单的化合物，有利于后续好氧处理。最终出水中的有机组分含量大大降低，长链烷烃、乙苯和环己酮是出水中的主要有机物。
针对焦化废水中的典型氮杂环化合物喹啉，本研究筛选出2株以喹啉为唯一碳源和氮源的降解菌。根据形态、生理生化特征以及16SrDNA序列分析，分别鉴定为红球菌属(Rhodococcussp.QL2)和假单胞菌属(Pseudomonassp.QG6)。考察了2菌株的环境影响因素，降解动力学以及底物利用范围。菌株QL2的最适生长条件为37℃，pH8.0，振荡速度150r/min；菌株QG6的最适生长条件为25℃，pH8.0，振荡速度120r/min。2菌株对喹啉的降解符合Haldane底物抑制模型。此外，2菌株底物利用范围广，能降解苯酚、苯甲酸、吲哚等多种芳香族化合物。对降解中间产物进行鉴定发现2菌株在降解过程中产生不同的代谢产物，提出了喹啉降解的2条不同代谢途径。
采用PCR扩增的克隆策略，得到编码菌株QG6的2-氧化还原酶(Qor)亚基QorL，、QorM、QorS的3个基因。测序结果显示，3个基因qorL-QG6、qorM-QG6、qorS-QG6的长度分别为2367bp、867bp和507bp。同源性分析表明这是目前为止第二个被发现的编码Qor的基因。此外，还进一步探讨了基因在大肠杆菌中的表达。
最后将菌株QG6运用到含喹啉废水的生物强化处理中，结果显示不论是对生活污水还是焦化废水，投加菌株QG6后，强化系统的效果均有明显改善，最适投菌量为45.6％。