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中国煤炭资源丰富，现代煤化工是生产各种化工产品的基础产业。煤化工行业既是用水大户，也是排水大户。相关资料显示，1吨合成氨生产需淡水约12.5m3，1吨甲醇生产需淡水约15m3，1吨二甲醚生产需淡水约15m3，1吨油直接液化需淡水约7m3，1吨油的间接液化需要约12m3的淡水，煤化工废水排放量约占我国工业废水总量的30%。水资源严重短缺已成为制约煤化工发展的重要因素。为了使煤化工行业走上可持续发展的道路，发展煤化工废水回用是非常有效的措施。
煤化工废水的主要来源是焦化废水、气化废水和液化废水。煤化工废水主要是高浓度煤气洗涤废水，其成分十分复杂。煤化工废水含有300多种污染物，主要包括焦油、苯、氟化物、氨氮、硫化物等，综合废水COD为500mg/L，氨氮为200-500mg/L，是典型的含难降解有机物的工业废水。煤化工废水经生化处理后，还残留各种显色基团和助色基团，如3-甲基1,3,6-庚烯、酸、苯粉等，因此具有较高的色度和浊度。
目前，国内煤化工企业大多采用“物化预处理+生化处理”的常规二级处理方法。结果表明，煤化工废水生化处理进水中检测到244种有机污染物。经过二级处理后，出水中仍会有一些生物降解性差的小分子有机物难以降解。A/O生物脱氮工艺处理的焦化废水中约8%的有机物仍然难以生化去除。煤化工废水经常规二级生化处理后，由于难降解有机物的存在，COD、氨氮等指标不能满足排放和回用标准。在循环冷却水系统中使用会造成不利后果，如泥浆增长和粘结腐蚀。直接排放不仅会危害环境，还会造成水资源浪费。
膜处理技术以其高效、实用、可调节、节能、工艺简单等优点在废水回用领域得到了广泛的应用。其中，煤化工废水深度回用的应用仍处于技术发展的前沿，具有广阔的前景。随着制造工艺的改进，一度被认为非常昂贵的膜处理技术的成本逐渐降低，具有较强的竞争力。目前，广泛应用的膜处理技术包括微滤、纳滤、超滤、反渗透等。
目前，UF-RO工艺广泛应用于煤化工废水回用。在此过程中，反渗透膜的高脱盐率有利于处理后的水回用于循环冷却水。但也存在系统运行压力高、产水率低、浓水产量大、膜容量易结垢堵塞等问题，进一步增加了运行维护成本，也不利于浓溶液的处理。与反渗透膜相比，纳滤膜具有抗污染能力强、操作压力低、经济性高等特点。进一步开发UF-RO工艺，可满足循环冷却水TDS小于1000mg/L，产水率高的要求。然而，NF对单价离子，尤其是氯离子的去除没有影响，当循环污水返回污水处理系统时，氯离子很容易积聚。为了解决这一问题，UF-NF后仍然需要反渗透来维持系统中盐离子和氯离子的平衡。同时，NF的存在也为反渗透提供了保护。UF-NF-RO工艺是一种经济可行的工艺，具有处理效果好、系统运行稳定、清洗周期长等优点。可见，煤化工废水回用组合工艺更有深度。
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