(1)關鍵菌群的結構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構與功能，是對廢水處理過程實施生物監(jiān)控、開展生物強化等工作的基礎.傳統(tǒng)的微生物學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)學方法，通過16SrRNA基因克隆文庫、PCR-DGGE、FISH等技術揭示微生物菌群的結構及與典型污染物去除之間的關系，為功能微生物的篩選、培養(yǎng)、基因工程菌的構建、好氧過程的生物強化提供理論依據(jù)及監(jiān)控手段。

　　(2)功能微生物的培養(yǎng)：焦化廢水中有機物的生物降解主要是通過好氧生物過程來完成，這類有機物包括酚類、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、硫化物等的無機污染物也需要通過生物化學轉化.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，在實際應用過程中經(jīng)常由于失去種群優(yōu)勢而達不到預期的處理效果.運用分子生態(tài)學手段明晰降解細菌的群落組成、結構及功能，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化合物，但與工程應用存在距離.一方面，有些菌株難以適應處理環(huán)境，且繁殖速度慢，分解有機物的速度和效果難以達到預期目標;另一方面，有些菌株專一性太強，不能滿足降解含多種有機混合物廢水的要求.因此，有必要將降解性基因轉入繁殖力強和適應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，構建出基因工程菌，達到*降解污染物的目的.在對反應器系統(tǒng)微生物群落結構、組成、功能有充分認知的基礎上，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)粒導入宿主細菌(群落中的優(yōu)勢菌株)，以獲取穩(wěn)定的基因重組細菌。