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本文從含油污水中的主要污染物入手，根據含油污水中污染物的主要特性分析主要處理工藝，探討含油污水處理以及回用水處理工藝設計，提高石油化工污水的處理水平。
1.1 硫化物
硫化物主要來自石油二次加工工序，通常情況下石油催化裂化、石油裂解、石油加氫裂解、石油焦化等過程會產生硫化物。含有硫化物的石油化工污水不能直接排入自然水體，因為高密度的硫元素對生物具有毒害作用，通過自然水體進入生物鏈富集，在生物法污水處理過程中還會影響微生物的正常生長和活動，影響處理效率，不利于含油污水的生物法處理。常規上要求進入生化系統的硫化物濃度在20mg/L以內，但石油化工污水中的污染物成分十分復雜，因此對硫化物的濃度要求比常規標準更嚴格，通常在硫化物含量較低時使用曝氣法進行去除，經過曝氣使污水中的硫化物從SO32-被氧化成為穩定的SO42-；硫化物含量較高時，生物法更適合進行硫化物的去除處理，利用微生物及其所含的酶對硫化物進行催化，使硫化物轉化為單質硫的過程。而后通過吸附、過濾等方式進行硫化物的去除，生物脫硫法的脫硫速度較慢，處理效率相對較低。
1.2 有機污染物
有機污染物和氨氮主要來自石油的催化裂化、加氫裂化、延遲焦化等工序，過量的有機污染物對自然水體的破壞性較大，有機污染物被好氧微生物分解的過程中需要消耗大量的溶解氧，導致水體的氧氣量不足，導致水體中魚蝦等水生動物、需氧的水生植物大批死亡，破壞水體生物鏈，導致水環境更加脆弱；超出標準的氨氮進入自然水體會為水體提供過量的氮，導致水體的富營養化，藻類過量繁殖消耗水體中的氧氣，導致魚蝦等水生動植物大批死亡，破壞自然水體生態環境，導致水體退化。有機污染物、氨氮的處理工作是含油污水處理的關鍵環節之一，生物膜法、活性污泥法等生物法通常被用于二者的處理，或使用生物膜法與活性污泥法的復合工藝，處理效果較高，有機污染物、氨氮濃度較高時也同樣適用。
1.3 油類污染物
石油化工污水中的油類污染物主要以浮油、乳化油、溶解油的形式存在，需要進行針對性去除。浮油的去除可以借助重力分離法，將浮油與水體分離；乳化油的去除可以借助氣浮法，溶解油可通過活性污泥、生物膜過濾或吸附法來去除，活性污泥作為載體與溶解油一同絮凝，其中的微生物可以分解溶解油，生物膜可以使溶解油附著在膜上，被膜上的微生物所利用，吸附法則是利用多孔固體對溶解油進行吸附，通過絮凝沉淀過濾的方式進行去除。油類污染物的去除標準是30mg/L，使其喪失對微生物的毒害作用。
2 含油污水處理以及回用水處理工藝設計
2.1 含油污水處理工藝設計
含油污水的去除需要設置好工藝流程，為后面的污染物去除創造環境，首先是油類污染物的去除，通過重力分離工序去除浮油；其次對污水進行pH值調節，將pH值控制在8～8.5范圍內；然后，根據石油化工污水的實際情況和成本進行曝氣脫硫或生物脫硫，將廢水中硫化物含量控制在5mg/L之內；脫硫后的含油污水進入氣浮除乳化油工序，經過溶解、絮凝、氣浮等工序實現對乳化油的去除；氣浮環節后，污水被引入生物反應環節，利用活性污泥法等生物法，借助微生物的新陳代謝去分解和利用有機污染物、氨氮，出水經過二沉池、沉淀池進行絮凝、沉淀，去除懸浮物和前幾個工序的遺留物，提高出水水質。在設計含油污水處理工藝時，設計人員需要根據污水原始狀態進行工序、反應池尺寸等方面的設計，例如：活性污泥法中缺氧池體積與好氧池體積的比是1：3還是1：4需要設計人員確定；污泥齡、污水在污泥池中停留時間也需要根據進水量、原水水質、出水要求等數據進行設計；曝氣池中曝氣量、好氧池中溶解氧量也需要進行相應的設計和控制。
2.2 回用水處理工藝設計
經過污染物去除的出水經過過濾、超濾、吸附、反滲透等工序，可以實現高度澄清，而后重新進入石油化工生產中，充當冷凝、水洗等環節的用水，從而降低石油化工生產的用水量，減輕石油化工生產的能源消耗。出水的超濾環節通常采用膜分離技術實現，借助納米級孔徑膜進行過濾出水的進一步過濾，將水體中的大分子、小分子進行分離，降低水體中的懸浮物含量，為后續活性炭過濾器減輕負荷，避免活性炭過濾器被懸浮物堵塞。吸附環節中使用活性炭過濾器是比較常見的手段，利用活性炭的吸附作用吸附出水中的有機物等物質，進一步降低回用水中的氨氮、鹽類物質含量，使回用水中的氨氮濃度低于1mg/L，使其能夠回用在石油化工生產中，避免對石油化工生產設備的影響。
科學技術的發展為石油化工廢水的處理提供了技術支持，針對不同種類、理化性質的污染物，有了不同的成熟的處理工藝，然而，石油化工廢水中往往由不同成分、不同比例的污染物組成，單一的處理工藝很難達到處理要求，多種處理工藝配合是當前含油污水、回用水處理的主流，處理效果更佳。
