煤焦油废水含有酚、油、吡啶等多种有毒有害物质,水质复杂,属于高COD、高氨氮、高酚的废水,治理难度大,易对环境产生较大的影响。废水中以酚类物质含量最多。这是一类强神经毒物并有局部腐蚀性的物质,对水生生物具有极高毒性,并且难以生物降解,已被世界各国列入优先控制的污染物名单中。本研究针对煤焦油化产废水的预处理脱酚环节,提出采用络合萃取技术进行处理。根据酚类物质的Lewis酸属性,选择属于弱碱性络合萃取剂N503对其进行分离,N503易于与酚及其衍生物生成易溶于有机溶剂的1：1的氢键式缔合物,进而将其带进有机相,之后用NaOH溶液反萃取,回收酚盐,并将N503重复使用。通过N503萃取脱酚正交试验、单因素分析及响应面特性研究,得到了萃取参数最优水平组合为：N503占萃取剂的质量分数为20%、萃取油水比为1、pH值为4、萃取时间为10min；反萃取最佳再生条件为反萃取剂NaOH溶液浓度为10%,反萃取油水比为2。并应用临界面池法对N503萃取脱酚动力学模型进行研究得到萃取速率模型为：R=1.03×10-6·Cphenol·CN5030.18。采用连续逆流三级萃取工艺进行处理,最终出水挥发酚含量小于10mg/L。将上述研究成果指导山东某煤焦油化产废水的工程设计和调试,工程实践结果表明,N503萃取剂应用于煤焦油实际废水工程切实可行,具有良好的处理效果,为后续二级生物处理创造了有利条件；萃取后的酚进行回收可获利15598.38元/m3污水,约1.5年后可回收成本。