本论文给出了北京有机化工厂二级生化处理出水回用于循环冷却水的深度处理工艺流程及构筑物的运行参数。 筛选“北京有机化工厂二级生化处理出水回用于循环冷却水”深度处理工艺时，应重点解决二级生化处理出水主要存在的问题：电导率偏高；总硬度偏高；有机物浓度高；异养菌数量偏高；氨氮浓度偏高。 通过小型试验，推荐采用的深度处理工艺为：浮选沉淀池出水采用曝气生物滤池+超滤处理；浮选沉淀池出水采用混凝砂滤沉淀池+超滤处理。 经扩大规模试验采用曝气生物滤池处理浮选沉淀池出水的效果优于采用现有混凝砂滤池处理。相同进水COD浓度条件下，曝气生物滤池对COD的去除率高于混凝砂滤池，曝气生物滤池具有耐有机冲击负荷的特点尤为突出。用最新提出的超滤膜动态污染指数MFI-UFn法。测定曝气生物滤池出水和混凝砂滤沉淀池出水的MFI-UFn值，以判断采用不同水质的污水对膜的污染可能性。测试结果表明对所用膜组件，曝气生物滤池出水的污染性比混凝砂滤沉淀池出水小，因此曝气生物滤池作为超滤膜处理的预处理工艺比混凝砂滤沉淀池更合理有效。扩大规模试验同时探讨了曝气生物滤池和超滤膜装置的运行参数。 实验研究结果表明浮选沉淀池出水采用曝气生物滤池+超滤处理出水能满足不同冷却循环水水质标准的各项指标。北京有机化工厂二级生化处理出水回用于循环冷却水的设想在技术上是可行的，推荐采用采用曝气生物滤池+超滤处理的工艺流程。