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稠油废水因乳液稳定性强、油水密度差小、有机污染物种类多、含量大、毒性强、可生化性差、C、N、P比例失调等原因致使性质稳定,采用单一方法处理难以实现达标排放。化学破乳是稠油废水常用的破乳方法,其优势是无需调整现有生产装置即可实施。本研究采用环氧氯丙烷-二甲胺聚合物(EPI-DMA)、阳离子聚丙烯酰胺和氯化钙复合的破乳剂处理稠油废水,其最佳比例为20:1.2:600,矿物油和COD最高去除率分别为98.04%和94.48%,与传统的EPI-DMA、和浓硫酸辅助EPI-DMA破乳相比,污染物去除率高、成本低,处理后石油类物质的种类和丰度大幅降低,但对于油田化学品则去除率较差。生物法是处理油田污水最为有效的、经济和对环境友好的方法。本文采用活性污泥法(CAS)和固定化微生物曝气生物滤池(I-BAF)耦合工艺处理水质较为稳定的低COD稠油废水,当HRT为18 h时COD去除率达64%,出水COD接近75 mg/L,工艺能完全去除酚类、烯烃、醛及有机酸等有机物,CAS优势菌是Pseudomonas(假单胞菌)和Planococcus(动性球菌),I-BAF优势菌是Agrococcus(壤球菌)和Acinetobacter(不动细菌)。对于生化性较差、来水波动较大且含聚合物、表面活性剂和各种稠油的复杂难降解有机物的稠油废水,本研究采用上流式厌氧污泥床(UASB)先提高其可生化性,再采用I-BAF去除污染物。经UASB处理后,BOD5/CODCr从0.176提高至0.252,COD、石油类的最高去除率可达42.47%和72.38%,经I-BAF处理后COD、石油类、BOD5、TN、NH3-N的出水平均值分别为92.15、1.08、1.27、1.43和1.39mg/L,去除率分别为77.33、99.23、84.57和84.54%;降解稠油废水的优势菌种为Bacillus spp.(芽孢杆菌)和Rhodobacterales(红细菌目)。活性焦是一种多孔平滑表面的环境矿物材料,采用其吸附处理经生化处理的稠油废水,所有污染物都有不同程度的去除;优先吸附去除结构复杂、分子量大的有机化合物;吸附动力学符合准二级方程,等温模型符合Freundlich方程,吸附反应以化学吸附为主;吸附行为遵循准二级动力学规律;颗粒内扩散过程是吸附速率的控制步骤;吸附过程是吸热的、熵增的,在303 K以上是自发进行的。