由于煤气化废水组成的复杂性和流程的设计缺陷，目前的煤气化废水处理流程处理效果不理想并存在诸多问题，处理后废水的酚含量和污染负荷仍远超出生化段的处理要求，造成了严重的环境污染。为解决煤气化废水处理流程中存在的诸多问题，本文对一个典型煤气化厂的现有废水处理流程进行了分析、建模、模拟，并进一步完成了新流程的合成与设计，以提高流程的脱酚降COD能力，使处理后废水满足后续生化处理要求，最终实现废水的达标排放。 在分析了煤气化废水的组成和热力学性质的基础上，实现了对现有处理流程的准确模拟。所构建的全流程模拟体系可作为煤气化废水处理流程的分析与开发工具，为同类装置的操作工况分析及“瓶颈”诊断、工艺改造、操作优化与新装置的设计提供依据。 根据工业现状和模拟结果，发现流程存在着萃取脱酚效果差、酸性气体脱除率低、设备结垢严重等诸多问题。在不改变目前流程结构的情况下，对各种可能的解决措施进行了经济性与有效性的分析，提出了初步的解决措施。 提出了一种对萃取．溶剂回收系统进行全局优化设计的方法：构建了以年度费用最小化为目标函数的优化模型，并用遗传算法有效地求得其全局最优解。利用该方法可同时对系统的几个重要设计变量，包括萃取级数、溶剂量、溶剂收率、溶质收率及精馏塔的级数和回流比进行优化设计。该方法不仅可用于本废水处理流程的优化设计，也可作为工业界萃取单元的普遍适用的优化设计方法。 为了消除现有流程在结构设计上存在的缺陷，结合工业实际，用系统工程的手段提出了一套新的工艺流程，并完成了概念化设计：以探试合成法确定出了最优的流程结构；以数学规划法与灵敏度分析法相结合的方式完成了设备工艺参数的优化设计；配置了酸水汽提塔的控制方案并以动态模拟为手段研究了进料的组成、流量和热负荷等出现波动时的动态特性，验证了控制方案的有效性。 提出的新处理流程可将废水的CO<,2>脱除率由现有流程的60％提高至99％以上，氨脱除率由96％提高至99.6％，总酚脱除率由80％提高至94％，使处理后废水能满足后续生化处理的要求，从而有望解决煤气化废水处理的技术难题。经济分析表明，新流程的运行费用大大低于现有流程。