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石油化工废水是石化工厂排放的废水，是合成橡胶、纤维、洗涤剂等产品以及苯、甲醇、甘油等化工原料生产过程中排出的废水。这类废水水量大有机物含量高且会散发出有害气味，成分复杂含有多种重金属，且水质的变化很大，因为石油化工废水是会根据生产流程和原料产生变化的。
石油化工废水处理常用工艺设备
1. 隔油处理：一般都要使用隔油池去除石油化工废水的幼稚，隔油池兼作初沉池，去除粗颗粒和可沉淀的物质，此预处理是为了减轻后续单元运作的负荷。如果不做隔油处理，将污水表面的油脂撇去，是使得好氧生物获得氧气的条件受限，对生物处理是会增加阻力的，因此，先在隔油池进行处理。
2. 气浮：利用高度分散的小气泡作载体对废水中的悬浮体，进行粘附，使其气泡浮到水面进行分离，一般是在隔油和絮凝之后操作，可以对废水中的石化油和细微固体悬浮进行分离。
3. 吸附：用活性剂进行吸附，比如活性炭吸附，使废水中的污染物在表面去除，能够有效的去除废水的色度和臭味，降低COD等，缺点是操作运行的费用比较高，且比较容易造成二次污染，因此，此犯方法通常是和臭氧氧化或者絮凝法一起使用。
4. 膜分离：在常温下进行操作，设备和流程都很简单且出水的水质稳定，不需要占用很大的面积，在液体中的纯化，浓缩有着独特的优势。是利用功能膜作为分离介质，能有效去除废水中的色度、有机物、微生物和金属离子等。