煤化工过程需要大量生产用水，用于煤气发生炉的煤气洗涤、冷凝以及净化，该过程产生大量的废水，该废水含有高浓度的污染物，水质成分复杂，主要以酚类化合物为主，同时含有大量的长链烷烃类、芳香烃类、杂环类化合物、氨氮、氰等有毒和有害物质，水质可生化性差，具有很强的微生物抑制性，是一种典型高浓度难生物降解的工业废水。同时，煤化工企业的正常运行不仅需要足够的新鲜水资源，也需要有环境容量足够大的纳污水体。然而，现代煤化工项目开发重点在煤炭资源丰富的西北及华北地区，这些区域水资源匮乏，占有量不到全国总量的20%，水环境容量不足，甚至缺乏纳污水体，煤化工产业的兴起将会导致该区域地下水的过度开采和严重污染。针对煤化工企业的发展与当地环境污染之间出现的严重矛盾，国家对新建煤化工项目的用水和水污染物的排放提出了严格的要求，处理后废水回用率达到95%以上，基本实现“零排放”。然而，常规的废水处理工艺无法获得满意的出水水质，水污染问题已成为制约煤化工产业发展的瓶颈。因此，通过研发提高废水可生化性的关键技术，缓解有毒和难降解物质对微生物的抑制作用，以较低的成本对煤化工废水进行深度处理，实现废水中污染物的大幅削减和水资源的重复利用已经成为煤化工企业可持续发展的自身需求和外在环保要求。
厌氧生物填工艺可能需要用到的填料常用的有组合填料，弹性填料这两种。组合填料对于生物挂膜更快速，而且比较表面积相对其它的填料也高。
常规的厌氧工艺处理煤化工废水存在反应器启动困难、处理效能低等问题，往往依赖于活性炭吸附或者稀释的方法才能正常运行。但是，活性炭存在易饱和、再生和更换操作复杂等困难，而稀释无疑增加了处理水量和运行成本，更会造成有毒和难降解物质在反应器内的不断积累，负面影响了厌氧处理效果。近些年研究发现，厌氧微生物在共代谢基质存在条件下能够强化其分解有毒和难降解有机物的能力。W.Wang等研究了甲醇共基质(甲醇500mg/L)和粉末活性炭(1.0g/L)强化厌氧工艺处理煤制气废水中酚类化合物的效能，结果表明两种处理方式分别将酚类化合物的去除率由30%～40%提高至73%和75%左右，而且显著改善了废水的好氧生化性能，该研究认为稀释进水或者延长停留时间难以显著提高厌氧工艺处理煤化工废水的效果。S.Y.Jia等采用大比例回流改良厌氧工艺处理煤化工废水，污染物的去除效果显著提高，同时厌氧污泥的微生物群落结构也被改变。实际上，厌氧工艺对COD和氨氮去除能力有限，但是废水经厌氧处理后形成大量易生物降解的小分子有机物，可以显著提高废水可生化性和好氧降解性，这对于组合工艺的高效处理性能具有更重要的意义。
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