目前，世界许多国家面临严重的水危机，我国水资源短缺问题尤为突出，尤其是我国的炼油行业，一水资源紧张及污染问题已严重影响企业生存与可持续发展。本论文以辽河石化经过二级处理排放污水为研究对象，在文献资料调研及现场考察的基础上，对其进行了水质分析及深度处理回用研究，提出了一条以曝气生物滤池一反渗透系统为核心的炼油污水深度处理新工艺，并对该工艺进行了中试试验。 通过炼油外排污水水质常规分析表明，影响污水回用的主要污染物为COD<,Cr>、氨氮、石油类。通过色质联机分析表明有机物成分复杂，均为烃类物质，原水所含油类以浮油、乳化油为主，乳化程度较高。本论文针对这些污染物，并根据回用对象对水质水量的不同要求选择确定了“曝气生物滤池-斜板沉降-核桃壳过滤器-多介质过滤器-精密过滤器-反渗透系统-钠离子交换器”污水深度处理工艺路线，经中试试验证明这是一种经济有效的炼油污水深度处理技术，该工艺对辽河石化污水场外排水有良好的处理效果，工艺耐冲击能力较强。其中，用作循环水补充水的COD<,Cr>出水平均值为17 mg/L；油含量0.4 mg/L；浊度4.9 NTU；悬浮物小于10 mg/L；氨氮1.8 mg/L。钠离子交换器出水指标显示，水质指标可以满足锅炉回用水质要求：出水的CODo≤2 mg/L，油含量很低；浊度在0.3 NTU左右，氨氮浓度平均值为0.6 mg/L。 该工艺简单、流程短、设备紧凑、节约占地、易于维护，该工艺达到国内领先水平，为炼油企业污水的减量、达标外排乃至回用的研究与实践开辟一条新的思路，提供了可靠的基础研究依据。