本课题主要针对某天然气产区页岩气产出水中污染物的处理进行研究。由于页岩气开采过程中会产生含有大量盐度与难降解有机物的产出水，实验研究页岩气开采过程中产出水处理工艺流程。通过分析产出水成分，确定产出水处理工艺，为之后扩大页岩气气产出水处理提供技术参考。　　通过对产出水水质进行分析发现，产出水中不仅还有大量难降解有机物和极高的溶解性固体，还含有重金属，放射性物质等使用常规污水处理工艺难以进行处理的污染物。通过对文献进行查阅，确定产出水采用混凝-高级氧化-过滤-反渗透联合处理工艺进行处理。　　针对产出水中存在的悬浮固体，考虑使用混凝处理工艺对产出水中悬浮物和胶体进行处理研究。实验使用多种混凝剂进行实验，选择具有较好处理效果和经济性的混凝剂进行后续实验。实验对硫酸铝，PAC，硫酸铁，PFS四种常用的混凝剂常用的混凝剂对产出水中浊度和悬浮颗粒的处理效果。在研究发现，四种混凝剂均能对产出水中悬浮物和胶体具有较好的的处理效果，浊度去除率最高均能达到99%以上。此外，混凝也能够对产出水中COD具有一定的处理效果。考虑经济性和处理效果，硫酸铝更宜用于后续实验研究。　　混凝对产出水中COD处理效果较差，并且水质波动较大，因此，对混凝出水进行Fenton氧化处理实验。实验研究Fenton氧化对产出水中有机物的处理效果，寻找Fenton氧化对非常规天然气产出水中有机污染物具有最佳处理效果的反应条件。通过实验研究发现，当pH=3，FeSO4/H2O2投加比为50mg：1mL~100mg：1mL，反应时间≥16h时，Fenton氧化对产出水中有机污染物具有较好的才处理效果。Fenton氧化对COD去除率约为40%~50%。在进行Fenton氧化优化实验研究中发现，Fenton氧化进行FeSO4二次投加的处理效果较进行一次投加氧化处理效果提升了近5成。　　虽然Fenton氧化能够在一定程度上对产出水中有机污染物进行处理，但是仍满足国家对污水中所含有机物浓度的规定。通过对相关文献的阅读发现NaClO氧化处理工艺对此类废水具有较好的处理效果，因此考虑使用NaClO氧化处理工艺对产出水中剩余的COD进行处理，并在一定程度上对产出水中存在的氨氮进行氧化。实验结果表明，NaClO氧化对产出水中剩余的COD具有极好的氧化处理效果。通过投加0.4~0.8mL/L NaClO溶液，COD去除率最高能达到91.73%。氧化出水COD浓度为50mg/L~250mg/L。虽然仍未满足规定中对污水排放COD的要求，但是满足进一步处理对COD浓度的要求。　　在经过混凝，Fenton和NaClO氧化后，产出水中有机污染物被有效的去除，但是其中存在的氨氮和TDS等污染物仍未得到有效的处理。因此，在后续实验研究中使用过滤和反渗透处理工艺对产出水中存在的氨氮，TDS等污染物进行处理。通过对几种其他处理工艺进行比较，确定最佳处理工艺为混凝-高级氧化-过滤-反渗透联合处理工艺。通过工艺连续运行小试实验发现，连续运行出水中COD，氨氮，总氮，总磷，盐度等指标满足相关污水排放及回用标准。通过对相关指标的测定，最终出水中COD，氨氮，总氮，总磷，盐度的浓度分别为19.78mg/L，0.5mg/L，1.31mg/L，0.007mg/L，6‰。