炼油厂的生产过程需要大量的水，虽然大部分水可循环使用，但是仍会产生废水，其数量约是原油加工量的60%～70%。炼油厂废水中含有有害的物质，必须经过处理后才能排放。
炼油厂污水如何处理呢？首先我们应该了解炼油污水的来源及特点：
炼油污水主要来自于原油的直接蒸馏、重质油的裂化与蒸馏以及，某些馏分的精制等过程中产生的生产废水。一般是根据废水水质进行分类分流的，包括游离态含油废水、乳化油废水、冷却水、锅炉排水、含硫废水、含碱废水、含酸废水以及一些特殊化合物废水等。其特点体现在：
1.污水量大，废水组分复杂，有机物特别是烃类及其衍生物含量高，并且含有多种重金属。
2.除一般有机物外，主要的污染物还有油脂、酚类、硫化物和氨氮等，其COD含量较高，难降解物质多，而且受碱渣废水和酸洗水的影响，废水的ph变化较大。
3.粒径介于100-1000nm的微小油珠易被表面活性剂和流水固体所包围，形成乳化油，稳定的悬浮于水中，这种状态的油不能用静置法从废水中分离出来。
4.油类污染物排入水体后会形成一层分子膜，污染水体的水质，使水中溶解氧含量下降。
针对炼油厂污水如何处理的问题，下面我们介绍几种解决方法：
1.物理处理
1.1重力法
依据废水中悬浮物与废水的相对密度不同这一特点，除去废水中悬浮物质，重力法只能除去颗粒较大的水滴或油滴。此法可作为初级处理，成本相对较低，但其效率一般，例如平流式隔油池是利用重力法去除炼油废水中重质部分最有效地方法之一，其优点是构造简单，除油效果稳定，便于运行管理，缺点是池容积大，排泥较困难。
1.2气浮法（回流水加压溶气气浮）
气浮法是一种有效地固液分离方法，常用于对那些颗粒密度接近或小于水的细小颗粒的分离。此法作为混合工艺中的初级处理可有效去除炼油废水中的浮油，乳化油和悬浮物。
2.化学及物理化学处理
2.1化学混凝法
处理废水中利用自然沉淀法难以沉淀除去的细小悬浮物及胶体颗粒，可用来降低废水的浊度以及某些重金属和放射性物质的浓度。一般同时采用气浮法和过滤法。例如，为了更好地提高气浮处理效果，在回流加压溶气气浮工艺中向废水中投入某种絮凝剂，使水中难沉淀的胶体状悬浮颗粒或乳化污染物失稳，在互相碰撞的作用下，聚集、聚合或搭接形成较大的颗粒或絮状物，从而使得污染物能够更容易下沉或上浮而被去除。
2.2电解法
借助电流来进行化学反应的过程，在电解槽中通入一定电压的直流电，让废水通过电解槽，使废水中的电解质的阴离子移向阳极，并在阳极失去电子而被氧化，阳离子移向阴极，并在阴极得到电子而被还原，利用这种反应使污染成分生成不溶于水的沉淀物，或生成气体从水中溢出，使废水得到净化。
3.生物处理
3.1缺氧-好氧生物处理工艺
是将缺氧过程与好氧过程结合起来的一种废水处理方法，它除了可去除废水中的有机污染物外，还可同时去除氨和氮，因此得到了广泛应用。
3.2IMBR-A/O工艺（一体式膜生物反应器）
IMBR-A/O工艺流程为：原废水首先经过栅网去除粗大颗粒状悬浮物并静沉，再由泵抽到原水槽，然后经斜板沉淀池到前置反硝化A段（厌氧槽），再溢流进入好氧反应器O段（好氧槽），在出水泵的抽吸作用下得到膜过滤出水，好氧槽连续曝气。
3.3生物膜法（曝气生物滤池）
主要依靠反应器内填料上生物膜中所附微生物的氧化分解、填料及生物膜的吸附阻留和沿水流方向形成的食物链分级捕食以及生膜内部微环境和厌氧段的反硝化作用等来运行的。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
3.4水解酸化-好养生物处理工艺
炼油废水属高浓度有机废水，可生化性差，且炼油过程复杂、常使出水水质不稳。为了获得石油炼制废水二级生化处理的新工艺路线。
大量实验证明，水解酸化工艺作为炼油废水预处理工艺，可以比较明显地提高废水的可生化性，为后续的好氧处理工艺提供可靠地保证。
3.5生物转盘法
运行机制是：当圆盘沉浸没于污水中时，污水中的有机物被盘片上的生物膜吸附，当圆盘离开污水时，盘片表面形成薄薄一层水膜。水膜从空气中吸附氧气，同时生物膜分解被吸附的有机物。这样，圆盘每转动一圈，即进行一次吸附-吸氧-氧化分解过程，圆盘不断转动，污水得到净化，同时盘片上的生物膜不断生长和增厚，老化的生物膜靠圆盘旋转时产生的剪切力脱落下来，生物膜得到更新。
炼油厂污水对环境的危害主要表现在对生态系统、植物、土壤和水体的严重影响。炼油污水的性质差异较大，成分复杂，废水指标值较大，利用物理的、物理化学的及化学处理均有一定的处理效果、但都不够理想，最为有效地处理方法是结合物理的、物理化学的及生物的综合处理法，不仅处理效率高，环境二次污染风险小，更重要的是其处理出水可成为重要的回用水资源，这对缓解水资源紧缺状况有很重要的现实意义。