煤化工废水的生物处理往往采用厌氧/兼氧+好氧工艺，一方面有利于难降解有机物的开环、降解，另一方面强化硝化反硝化作用以提高废水中氨氮的去除率。近年来的研究热点是通过改进传统的活性污泥法以提高生化系统对难降解物质的去除率，主要的改进措施包括：采用新型生物膜反应器，如移动床生物膜反应器(MBBR)、生物流化床反应器等;投加高效微生物或化学药剂，如生物强化法、活性炭-活性污泥法等。
1移动床生物膜反应器(MBBR)：移动床生物膜反应器(MBBR)的核心是采用了密度接近于水、轻微搅拌下易随水自由运动的生物填料，既可用于生化前端高负荷脱除COD，又可用于生化后端高负荷去除氨氮。其主要优点是对有机物和氨氮的处理效果好、抗冲击负荷能力较强且占地面积相比传统活性污泥法显著降低，但缺点是低密度填料容易流失，对反应器的设计、载体的流化性能以及工程运行管理的技术要求较高。
HuiqiangLi等考察了MBBR工艺对煤气化废水的处理效果，其对COD、酚、氰化物、氨氮的去除率能够分别达到81%、89%、94%、93%。随着停留时间的缩短，出水中出现亚硝氮的积累从而导致出水COD升高，出水氰化物和氨氮的浓度也有所升高，酚类物质的去除在HRT从48h降到32h时未受到明显影响。XiaoleiShi等考察了采用厌氧-缺氧-MBBR工艺处理两种不同来源的焦化废水A和B，废水B相对于A可生化性更高。当废水回流比由2提高到5时，工艺对废水A、B的COD去除率分别由57.4%、78.2%提高到72.6%、88.6%。回流比的提高亦使得系统对两种废水TN的去除率均提升了约20%，但在不同回流比条件下，系统对氨氮的去除率均能够达到99%。
威立雅水处理技术(上海)有限公司采用IC厌氧反应器/MBBR工艺处理新疆某煤化工企业以焦煤气深加工生产甲醇、硝铵等化工产品的工业废水。该废水具有强碱性，COD和氨氮浓度高，且含有挥发酚、氰化物等有毒物质。IC厌氧反应器能够实现对COD的有效去除，运行期间出水COD为736~864mg/L，经MBBR工艺进一步处理后能够稳定在100mg/L以下。另外，通过在MBBR反应器中接种高效脱氮菌强化系统的脱氮效率，氨氮的去除率能够接近100%。生化出水再经滤池过滤后可达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》标准。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
2生物强化技术：生物强化技术是为了提高生化处理系统的处理能力，而向该系统中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因工程技术产生的高效工程菌种，从而提高系统中某一种或某一类物质去除效率的技术。研究者们已经分离出一系列针对煤化工废水中难降解物质的功能微生物，如降解酚类化合物的白腐真菌Phanerochaetechrysosporiu、降解吡啶的副球菌Paracoccussp.、降解喹啉的假单胞菌Pseudomonassp.、降解酚的假单胞菌Pseudomonassp.PCT01、PTS02。并且验证了相比游离微生物，固定化微生物能够显著提高降解速率。
在功能菌株分离筛选的基础上，研究者们进行了大量的小试、中试试验以考察生物强化技术的应用效果。YaohuiBai等采用降解吡啶和喹啉的混合菌株分别强化SBR以及曝气生物滤池(BAF)工艺对焦化废水的处理效果。通过一段时间的连续运行，两种生物强化工艺对吡啶、喹啉和COD/TOC的去除效率均明显高于普通SBR。且强化工艺对冲击负荷的耐受性明显提高，有助于恢复生物菌群的丰度和多样性。JianlongWang等投加1株喹啉降解菌Burkholderiapickettii来强化小试规模A2O工艺对焦化废水中喹啉的去除率。投加了菌种之后，300mg/L的喹啉能够得到完全去除，厌氧、缺氧、好氧阶段对COD的去除率分别为25%、16%、59%，在好氧阶段投加菌株最为合适。FangFang等采用酚降解菌强化的生物接触氧化池处理煤气化废水。生物强化之后，很多难降解的酚类物质均转化为易生物降解的物质，COD、TP、氨氮去除率分别提高了20%、14%、20%，且投加的菌种在菌群中能够占据优势地位。生物强化技术在实际工程应用中的实施效果往往会受到水质条件、污泥沉降性能等多方面因素的影响，在目前报道的几个工程实践中，失败与成功的案例并存。D.Park等为了提高一个实际焦化废水处理厂生物系统中总氰化物的去除率，将能够降解氰化物的酵母菌和微生物扩大培养之后投加入流化床生物反应器中。然而在连续运行中，总氰化物的去除率仍然较差，原因可能是由于菌胶团沉降性能差、氰化物降解速率低以及废水中缺乏有机物。太钢焦化厂通过在生化缺氧池、好氧池中投加生物酶制剂，以增强生化系统微生物的抗毒能力(尤其是抗盐性、耐氰化物等)和抗冲击能力，催化降解废水中难降解的有机物并优化生化系统中微生物群落的结构。运行结果表明，投加强化制剂之后，生化系统泡沫减少，进水CODCr在1000～1500mg/L时，出水CODCr低于100mg/L,L，且系统运行稳定，污泥量较少，运行成本相对较低。
