炼油废水是废水水量较大的一类工业废水，具有污染物种类多、成分复杂、毒性大以及危害严重的特点。我国目前尚有为数众多的百万吨级以下的地方炼油厂在运行，近年来国家与地方环保要求日趋严格，而地方炼油厂普遍存在废水处理工艺落后，改造用地有限，财力不足等实际情况。因此，在原有老旧废水处理系统基础上进行升级改造，设计出行之有效的、低成本、路线灵活、适应性强、处理效果稳定的处理工艺以满足现行污水排放标准成为炼油废水处理中一项紧迫的技术难题。
1 废水处理站概况
该厂设计炼油能力为6.0?105 t/a，生产旺季废水产量为60 m3/h。改造前工艺路线为：隔油 两级气浮 生物处理。其中，隔油、两级气浮系统运行基本正常。原有生化处理构筑物为近年已罕见的合建式曝气沉淀池，近年改造中加入了球形填料，但存在填料滤网腐蚀破损、填料流失严重、曝气不均匀、有效反应容积偏小等问题。
2 废水处理站现状问题分析
本废水处理站所用的物化 生化的基本工艺路线是炼油废水处理广泛采用的路线，也是经实践检验行之有效的路线，但出水水质却不达标。经现场调研分析，问题包括以下五方面：
（1）生化反应池容积偏小，有效容积仅800 m3，以实际进水水质核算COD容积负荷为1.16 kg/（m3?d），NH3-N容积负荷为0.22 kg/（m3?d），此负荷对于生化性较好的生活污水偏高，对比文献中几个类似水质案例其负荷也偏高，对于生化降解性较差的炼油石化废水更是明显不合理，这是该站污水 处理长期不达标的主要原因。
（2）炼油废水水质因原油油品、产品调整等原因存在经常性波动，而活性污泥法工艺本身对炼油废水的冲击负荷耐受力不足，一次冲击往往导致系统数日无法正常运行。
（3）供氧装置采用穿孔曝气装置，陈旧、落后且破损较多，溶解氧传质效果差，曝气分布不均，实测溶解氧＜1 mg/L。
（4）合建式曝气沉淀池自身存在缺陷。这种曝气池的污水在池中短路机会多，实际水力停留时间往往仅为名义停留时间的1/5~1/3，实际属于短时曝气。此池型30多年前在国内曾一度流行，但在随后的实践过程中逐渐被淘汰、消失。
（5）未能提供硝化反应所需的zui佳pH环境，炼油废水在生化降解过程中，因硫化物被微生物氧化以及硝化反应，污水的pH很快由8.0~8.5下降到5.5~6.0，而硝化菌对pH变化十分敏感，其中亚硝酸菌和硝酸菌分别在pH为7.0~7.8和7.7~8.1时活性最强，pH超出此范围，亚硝酸菌和硝酸菌活性就大大减少，当pH降到5~5.5时，硝化反应几乎停止。