钻井废水产生于油气田的勘探开发作业过程中，是油气田主要污染源之一，以聚磺类钻井废水为代表，其水质复杂，富含多种钻井液处理剂和石油类物质，具有色度高、悬浮物浓度高、COD含量高、含有一定量的油的复杂性和多变性的水质特点，处理难度较大。　　针对聚磺类钻井废水处理过程中出现的COD难以达标、药剂投加量大、絮凝效果有限且处理成本高的问题，本论文首先分析了该类废水的水质特点，研究了钻井液有机处理剂对COD的贡献及对絮凝效果的影响。结果表明：该类废水悬浮固体含量、油含量、COD均严重超出相关水质标准；磺化处理剂的存在是絮凝出水COD难以达标的重要原因之一。　　针对聚磺类钻井废水的水质特征，在优化常规流程1“絮凝+离心+过滤/氧化”的处理条件的基础上，对比研究了流程2“酸化+中和+离心+絮凝+过滤/氧化”和流程3“预氧化+絮凝+离心+过滤”，考察了药剂种类、pH、药剂投加量、搅拌条件、氧化时间等因素对出水水质的影响。结果表明：流程1处理效果有限，且成本较高；流程2中酸化预处理可实现悬浮物的初步沉降，与流程1相比，处理成本较低，对COD的去除较为彻底，适用于外排水的处理，但因酸化阶段控制pH较低(<2)，存在腐蚀的问题；流程3中预氧化预处理可改善絮凝出水水质，处理成本介于流程1和流程2之间，适用于回注水的处理。该废水经流程2处理后COD降低到400 mg/L以下，去除率达到了98.3％，达到了GB8978-1996三级排放标准；经流程3处理后，出水的油含量、悬浮固体含量、粒径中值均达到了相关回注水标准。　　以氯化铝、丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵为原料，采用慢速滴碱法制备出无机-有机复合絮凝剂PAC-CPAM，研究了反应条件、投加量、投加方式等对钻井废水絮凝效果的影响，通过环境扫描电镜和红外光谱等分析手段对产品进行了表征。结果表明，最佳制备条件为：碱化度(B)为0.5，m(CPAM)：m(Al)=0.05，CPAM特性粘度(η)为455 mL/g，反应温度为65℃；当PAC-CPAM投加量为4.2g/L时，废水COD去除率可达95％，出水浊度<6，且在同等条件下，复合絮凝剂PAC-CPAM对钻井废水的处理效果明显优于单独使用PAC或(PAC+CPAM)复配时的效果。表征结果表明：聚合反应中CPAM与PAC之间发生了化学作用，而不仅是单纯的物理混合。　　通过本论文的研究，一是在常规处理流程的基础上，优选出分别适合回注和外排的废水处理流程，最终出水水质均达到相关标准，且处理成本相对较低；二是研制出高效复合絮凝剂PAC-CPAM，并利用表征手段证明了复合反应的发生，在同等条件下，PAC-CPAM对聚磺类钻井废水的絮凝效果明显好于常用絮凝剂PAC，具有良好的应用前景。