采油废水是一种重要的含油废水。随着油(气)田开采时间的增长，以及边际油田、海洋深水油田的不断开发，传统的单元处理技术已经无法满足采油废水处理的要求，需要相应的处理设备朝着高效化、紧凑化、一体化的方向发展。国外近年来推出了一些基于气浮与低强度旋流离心力场组合的紧凑型旋流气浮分离设备，在油田现场尤其是海洋石油开发的采油废水处理中得到了成功应用。 本文借鉴Epcon、VersaFloTM以及CrudesepR等紧凑型旋流气浮组合设备的部分设计思想，通过方案设计、工艺设计及结构尺寸计算，完成了旋流气浮一体化处理装置的设计研发工作。通过在GAMBIT中建立相应的三维实体模型，应用商业计算流体动力学(CFD)软件Fluent对一体化处理装置的内部流场进行了数值模拟，获得了速度、压力、各相体积分布等物理参量场的变化规律。通过搭建实验测试系统，对旋流气浮一体化处理装置进行了一系列实验研究：清水实验旨在观察一体化处理装置内部的流态；对所配制的含油废水分别采用旋流处理、气浮处理、重力沉降以及旋流气浮一体化处理的除油效果进行了对比，结果表明旋流气浮一体化处理技术要优于单一处理技术；在对一体化处理装置进行深入实验研究的过程中，分析了处理量、回流比、分流比以及絮凝剂投加浓度等参量对处理性能的影响，得出了相应的变化规律，确定了最佳操作参数。 理论和实验研究结果表明，所研制的旋流气浮一体化处理装置具有较明显的除油效果，为今后的研制改进和采油废水处理奠定了一定基础。