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在能源短缺的今天，燃料乙醇作为一种重要的工业原料和车用燃料被广泛的认为是最有希望全部或部分替代石油的可再生能源。目前世界燃料乙醇的需求快速增长，以玉米秸秆等廉价纤维素原料产乙醇技术将逐渐走向工业化。与此同时，其产生的高浓度有机废水的处理以及资源化问题亟待解决。本文以中粮集团（COFCO）纤维素乙醇厂废水为研究对像，在进行水质分析的基础上，提出固液分离-两相厌氧-好氧的废水处理方案，设计了 CSTR反应器作为产酸相、EGSB反应器作为产甲烷相、SBR反应器作为好氧工艺段的小试废水处理工艺。而后探讨并研究了生物处理后的废水在纤维素乙醇生产工艺中的回用途径以及效果，并对秸秆纤维素乙醇生产工艺、废水处理工艺以及回用工艺进行了水衡算分析。 采用国标方法对纤维素燃料乙醇废水进行了常规水质指标检测，废水中悬浮物含量达123868mg/L、CODCr为127667mg/L。利用GC-MS技术对废水中有机物成分进行了定性分析，检测出该废水中可定性的有机物50余种，挥发酸中乙酸含量达29188mg/L。结果表明，该废水是一种高浓度酸性有机废水，其B/C比约为0.4，可以生化处理。 以固液分离的液体得率、COD去除率、处理速率、能耗等为参数，比较了自然沉降、离心分离、板框压滤3种物理预处理方法对该废水的处理效果。研究表明：板框压滤是一种较好废水预处理方法，在0.6h/L的处理速率下，液体得率为66.44％、COD去除率为64.75%，耗能为0.22（kw·h）/L，大部分常规水质指标和离子浓度随着固液分离的进行均明显降低。 废水生物处理工艺以人工污水为底物启动，历时96天。在3个反应器启动成功后进行了为期64天的驯化运行。经过五个阶段的逐步驯化，废水生物处理工艺能够稳定的处理秸秆纤维素燃料乙醇废水与生活污水按1：4比例混合的混合废水，废水生物处理工艺的总COD去除率达97.7%。通过对混合废水处理过程中EGSB反应器产气量、碱度、挥发性有机酸、总有机碳、总氮、总磷、BOD5、离子浓度、有机物种类等进行了检测，以及对废水处理工艺各段C：N：P以及B/C进行计算分析，从各个方面表明了该工艺能够对秸秆纤维素燃料乙醇废水进行有效处理，且在处理过程中产生热值较高的沼气（CH4含量为75.45%），达到了在废水处理的同时资源化的目的。 对SBR反应器、EGSB反应器出水进行水质分析，并对其在生产乙醇工艺中回用可行性进行探讨。以乙醇发酵过程中葡萄糖浓度以及乙醇浓度为参数，设计2种废水，6种不同回用方案的实验与清洁水生产乙醇进行对比。结果表明：回用水不但不会影响乙醇的最高产量，而且还会促进乙醇发酵的进行。而后，选取乙醇浓度较高的SBR出水的3种废水回用方案，对纤维素燃料乙醇生产过程、废水处理过程以及回用过程进行水衡算分析，为工业生产上提供较为合理的废水处理以及资源化方案。