我国被联合国确认为五十个严重缺水国家之一，为解决我国缺水问题，实现污水资源化已是当务之急。通过国内外对炼油厂外排污水经过深度处理后回用的实践证明，炼油污水回用是可行的。本研究围绕乌石化炼油厂“絮凝气浮+BAF+多介质过滤+臭氧接触氧化+生物活性碳过滤+超滤反渗透双膜”工艺对炼油厂外排污水进行深度处理及回用为循环冷却水补水展开。本研究对于改善环境质量、提高人民健康水平，进而促进干旱区社会经济可持续发展有着积极的作用。　　 本文主要通过以下几个部分进行研究：　　 (1)在介绍与分析我国水资源现状、国内外污水回用的发展状况、我国炼油污水处理及回用现状的基础上，对乌石化污水的回用进行了可行性分析，并阐述了本课题研究的主要目的、内容及意义；　　 (2)介绍了炼油污水深度处理的主要工艺原理及其优缺点，以及乌石化炼油污水处理的工艺流程，运行状况等。通过对深度处理工艺的运行状况及去除效果分析可以看出：现有工艺对COD、氨氮、石油类物质、浊度的去除率分别为80.4%、89.7%、89.1%、71.3%，均有较好的去除效果；　　 (3)乌石化炼油污水深度水处理工艺的试验及应用部分，各处理对炼油污水中的污染物去除效果如下：絮凝气浮、BAF、多介质过滤单元对悬浮物去除较好，去除率为89.9%；臭氧氧化单元对石油类去除较好，去除率为62.5%，对氨氮反而增加，其浓度增加6%；生物活性碳去除氨氮及悬浮物较好，去除率为98.3%；超滤反渗透单元去除氨氮较好，去除率为46.1%。数据显示生物活性碳单元出水已达到设计标准；　　 (4)通过对经深度处理的污水在腐蚀率和粘附速率的试验得到：本次实验所用钢片的腐蚀率小于0.075mm/a，粘附速率均小于20mg/cm2·月，表明经深度处理的污水可以达到国家标准，可以用于循环冷却水的补水。　　 通过对乌石化炼油污水深度处理后回用于循环冷却水补水的可行性研究分析，及其工艺各处理单元性能分析，结果表明：“絮凝气浮+BAF+多介质过滤+臭氧接触氧化+生物活性碳过滤+超滤反渗透双膜”工艺用于乌石化公司污水深度处理是可行的。