(1)關(guān)鍵菌群的結(jié)構(gòu)與功能微生物是廢水生物處理過程的核心，對廢水處理工藝中生物學(xué)信息的缺失是制約生物降解工藝的瓶頸.解析煤化工焦化廢水處理工藝中菌群的結(jié)構(gòu)與功能，是對廢水處理過程實(shí)施生物監(jiān)控、開展生物強(qiáng)化等工作的基礎(chǔ).傳統(tǒng)的微生物學(xué)方法對于了解典型污染物的生物降解過程*，由于廢水中可培養(yǎng)微生物不到微生物總數(shù)的5%，有必要采用不依賴于純培養(yǎng)的分子生態(tài)學(xué)方法，通過16SrRNA基因克隆文庫、PCR-DGGE、FISH等技術(shù)揭示微生物菌群的結(jié)構(gòu)及與典型污染物去除之間的關(guān)系，為功能微生物的篩選、培養(yǎng)、基因工程菌的構(gòu)建、好氧過程的生物強(qiáng)化提供理論依據(jù)及監(jiān)控手段。

　　(2)功能微生物的培養(yǎng)：焦化廢水中有機(jī)物的生物降解主要是通過好氧生物過程來完成，這類有機(jī)物包括酚類、芳烴類及其衍生物、部分氯代化合物等，涉及到許多不同的降解微生物類群.除此之外，氨氮、氰hua物、硫氰hua物、硫化物等的無機(jī)污染物也需要通過生物化學(xué)轉(zhuǎn)化.這些微生物中，通過傳統(tǒng)分離、培養(yǎng)、馴化方法得到的某些功能降解菌株，由于不能確定其在活性污泥菌群中的系統(tǒng)地位，在實(shí)際應(yīng)用過程中經(jīng)常由于失去種群優(yōu)勢而達(dá)不到預(yù)期的處理效果.運(yùn)用分子生態(tài)學(xué)手段明晰降解細(xì)菌的群落組成、結(jié)構(gòu)及功能，有可能定向地篩選到具有穩(wěn)定種群優(yōu)勢的菌株.因此，功能基因的測序很重要。

　　(3)基因工程菌的構(gòu)建：二噁英、多環(huán)芳烴、鹵代烴等典型污染物由于其難降解性，目前已篩選出多種微生物菌株可以降解不同種類的芳香族有機(jī)化合物，但與工程應(yīng)用存在距離.一方面，有些菌株難以適應(yīng)處理環(huán)境，且繁殖速度慢，分解有機(jī)物的速度和效果難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo);另一方面，有些菌株專一性太強(qiáng)，不能滿足降解含多種有機(jī)混合物廢水的要求.因此，有必要將降解性基因轉(zhuǎn)入繁殖力強(qiáng)和適應(yīng)性能佳的受體菌株內(nèi)，或?qū)⒔到飧鞣N化合物的基因克隆到同一菌株中，構(gòu)建出基因工程菌，達(dá)到*降解污染物的目的.在對反應(yīng)器系統(tǒng)微生物群落結(jié)構(gòu)、組成、功能有充分認(rèn)知的基礎(chǔ)上，先把有降解典型污染物(如二噁英、多環(huán)芳烴、鹵代烴等有機(jī)物)功能的DNA片段與載體DNA分子連接，將含重組DNA的載體質(zhì)粒導(dǎo)入宿主細(xì)菌(群落中的優(yōu)勢菌株)，以獲取穩(wěn)定的基因重組細(xì)菌。