油田建有很多含油污水處理站。這些污水處理站的處理工藝主要是將污水經處理后回注地下而設計的，污水處理的主要目的是用于回注地下進行驅油，所要去除的主要污染物是油、懸浮物以及對管線、設備有腐蝕作用和結垢傾向的微生物和金屬離子等。所采用的處理方法以物理法和物化法為主，主要有自然除油、聚結除油、混凝沉降、過濾。近年來，為提高油田污水的處理深度及效率，開始嘗試水力旋流、浮選等方法，也對單元設備的改進和研究做了大量的工作，以提高其處理效率和適應聚驅采出水的處理。出現了橫向流除油器、雙層濾料過濾罐、核桃殼過濾罐、精細過濾器等多種新型處理設備。在處理工藝流程上，逐步將重力過濾的處理流程改為壓力過濾的處理流程，有時為了提高污水的處理深度，采用兩級過濾、甚至三級過濾。油田污水處理常見的處理工藝流程有：
污水→聚結除油→重力沉降→過濾→出水；
污水→重力沉降→混凝沉降→過濾→出水；
污水→重力沉降→浮選→過濾→出水；
污水→水力旋流→混凝沉降→過濾→出水。
上述處理工藝流程對控制出水中的油含量和懸浮物很有效，污水經不同的處理方法所組合成的【水處理設備】不同處理工藝流程處理后，能夠滿足不同區塊及不同滲透層的注水水質要求。
由于外排水中除了可浮油、乳化油以及膠體和懸浮物外，還有大量溶解態的有機污染物。以處理水回注為目的的處理工藝，對溶解態有機物的去除率達不到外排的要求，因此，采用上述處理工藝流程不能滿足采油污水達標排放的處理要求。
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