三采石油污水一直是油田处理中的一大难点，尤其是污水中的成分复杂，有毒难降解的有机物浓度较高，一般油田对含油污水的处理方式是处理后回注，但是由于工艺的限制，只能满足中高油藏的回注要求，大部分采取外排的方式，造成了水资源的浪费，同时也污染了淡水资源。因此，如何平衡用水供水的紧张平衡，以及提高出水的重复使用率，是目前研究的热点。本研究采用超声波预氧化技术，研究模拟含聚（PAM）污水实验室条件下做的多方影响因素，在此基础上，对实际含油污水做了同样的处理。以含油量、COD_Cr、聚合物作为检测指标，就如何最大程度降解污水中的污染物，在超声波功率、超声波的频率、功率以及溶液的pH、反应温度以及双氧水的投加量分别进行了研究，最终确定：59KHz，135W，室温条件下，双氧水投加量为4mL/L，最终超声5h后，PAM的去除率达到了99.84%。实际含油污水中，研究了超声频率、功率和处理时间等影响因素，确定最佳除油频率为40KHz，功率105W，反应时间为40min，结果除油率达到98.96%，COD_Cr含量为204 mg/L，而且结果还证明，实际污水中的聚合物降解与模拟污水结果相比较，在低频下效果更佳。经预处理的含油污水，其可生化性大大提高，在厌氧和好氧的条件下分别处理，得出最佳工艺组合为超声波+厌氧+好氧，最终出水水质达到二级排放标准，满足低渗透油藏的回注水要求。