构建了一套由二级溶气气浮、活性污泥、曝气生物滤池及活性焦吸附工艺组成的中试装置处理含大量难生物降解的有机污染物且氮磷元素缺乏的辽河油田稠油废水。试验运行185d,最终出水COD低于50mg/L,达到国家和地方污水排放标准。环境电镜扫描表明反应器内微生物生长旺盛且无污泥膨胀的现象发生,微生物菌群主要为丝状菌和杆状菌；聚合酶链式反应和变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)分析表明活性污泥反应器内优势菌为Pseudomonas,Planococcus菌群,而固定化微生物曝气生物滤池内优势菌则为Agrococcus和Acinetobacter菌群；GC-MS分析表明,系统完全去除了酚类、醇类及有机酸类物质,去除了大部分烷烃和芳烃类物质,该系统不能去除的有机物大分子直链烷烃是C15—C23,但可以通过水解酸化或厌氧生化处理去除。实验表明本处理工艺对辽河油田稠油废水达标外排处理是一个有用的选择。