炼油污水的排放量大、成分复杂、难降解、毒性大,一直是工业污水处理研究领域中的重点和难点。本论文针对某石化公司炼油污水在原有厌氧-好氧-好氧（A-O-O）工艺处理过程中能耗高、氨氮难处理等问题,研发设计了一种新的BA-H-MBBR炼油污水处理工艺,探讨了该工艺适宜的运行参数、工艺处理效果的稳定性,氨氮难降解的原因,并与原工艺污水处理效果进行对比。采用三维荧光、气相色谱-质谱联用、超滤膜过滤技术分析了炼油污水在新工艺处理各工段出水中有机物的种类和分子量变化,探讨有机物的转化规律,为工艺处理污染物机理探讨和工艺的进一步优化提供基础理论数据。完成的主要工作及结论如下:污水处理工艺设置生物吸附（BA）、一级厌氧处理（H₁）、二级厌氧处理（H₂）、一级移动床生物膜反应器好氧生物处理（MBBR₁）、二级移动床生物膜反应器好氧生物处理（MBBR₂）5个工段。投加该石化厂原有工艺的活性污泥于各工段,经接种、间歇和连续进水方式进行挂膜和驯化。挂膜结束后悬浮填料内外表面都附着生长着大量微生物膜层。工艺最佳运行的水力停留时间为56 h、MBBR池的溶解氧为2³ mg/L。BA-H-MBBR工艺和A-O-O工艺平行稳定运行两个月,对进水和BA-H-MBBR工艺处理出水的COD、石油类、氨氮每天不间断进行检测;挥发酚、pH每隔3天不间断进行检测,A-O-O工艺出水各指标每隔3天不间断进行检测。结果显示新工艺对污水的COD的去除率在80%以上,老工艺运行前期去除率也能达到80%以上,但是在40天后去除率下降;新工艺出水的石油类比老工艺低;两种工艺氨氮去除率能达到30%,差别不大;挥发酚去除率在90%以上,老工艺运行前期去除率也在90%以上,但是在33天后下降;出水pH由进水的8⁹下降到7.5左右,新工艺出水比老工艺pH低。该工艺在水质波动较大的情况下对炼油污水的处理效果稳定,但是工艺对氨氮的去除率仍然较低,未能解决老工艺存在的该问题。炼油污水进水以及经BA-H-MBBR工艺处理各工段出水中有机物的三维荧光图谱显示:炼油污水中含有两个特征荧光峰,分别为荧光性芳香族化合物的荧光峰λ_ex/λ_em=270 nm/300 nm和类腐殖酸的荧光峰λ_ex/λ_em=320 nm/380 nm。生物吸附出水荧光峰的位置不发生变化,荧光强度增强;通过厌氧生物处理后λ_ex/λ_em=270 nm/300 nm的荧光强度降低,而λ_ex/λ_em=320 nm/380 nm的荧光强度增强,表明部分芳香族化合物转化为腐植酸;好氧处理后λ_ex/λ_em=270 nm/300 nm峰消失,λ_ex/λ_em=320 nm/380 nm处的荧光强度大大的降低,表明好氧处理去除了荧光芳香族化合物和大部分的腐植酸,炼油污水中的有机物大部分在好氧处理中得以去除。GC-MS联用技术分析炼油污水进水以及BA-H-MBBR工艺处理各工段出水中有机物的种类分布显示:炼油污水主要有机物为烷烃、苯系物、萘、有机酮、有机酸、苯胺类、苯酚类等化合物。生物吸附工段对可溶性有机物没有降解,也没有吸附减少,但是吸附了大部分不溶性石油类,减少了进入下一工段的石油的量。厌氧处理工段有机物去除率较低,但是该工段将某些长链烷烃、有机酮等水解,提高污水的可生化处理性;大部分的有机物在好氧处理工段去除,出水中只含有少量的烷烃、苯、酚类化合物。截留分子量分别小于0.45μm、30 KDa、10 KDa、3 KDa、1 KDa超滤膜过滤炼油污水进水和工艺处理各工段出水的TOC、UV₂₅₄和紫外可见全波段扫描图图谱显示:该石化厂的炼油污水以分子量小于1 KDa的有机物为主,各分子量范围的有机物含量都随工艺进程而减少,大部分有机物在好氧处理中被去除。炼油污水在λ=270nm处产生最大吸收,最大吸收值随工艺的进程而降低,好氧处理后基本消失。