水资源不仅是重要的自然资源，而且是人类社会发展的战略资源。作为发展大国，我国水资源面临先天不足和后天污染的双重困境。当今社会，石油化工企业是我国经济社会发展的支柱产业，在现代建设中占有非常重要的地位。然而石油化工企业作为典型的用水大户，水资源短缺、水资源污染等相关问题已经严重制约其发展，尤其是位于黄河流域、西北、华北地区的石油化工企业都面临水资源危机。随着经济发展，中国兰州石化公司不断扩大生产规模，导致该企业废水的污染物种类增多，水质情况复杂。因此，将该企业二级废水深度处理后回用迫在眉睫。论文以中国兰州石化公司污水处理厂二级废水作为研究对象，通过对混凝沉淀—O₃/UV/H₂O₂高级氧化—生物活性炭吸附工艺各部分影响因素进行研究，确定整套工艺最佳运行参数，使得经过该工艺深度处理后的兰州石化公司污水处理厂二级废水达到设计回用水水质标准。论文通过研究絮体分形维数，确定混凝沉淀工艺运行参数。实验包括“应用分形理论进行混凝沉淀单因素实验”和“应用分形理论进行混凝沉淀正交实验”两大部分，探讨了混凝剂投加量、pH值以及随搅拌时间对絮体分形维数及混凝沉淀效果的影响。然后根据混凝沉淀单因素实验研究结果，以混凝剂投加量、原水pH值及慢速搅拌时间三个因素设计了混凝沉淀正交实验，衡量各影响因素的作用主次关系，确定最优组合。实验表明：各因素对混凝结果的影响主次顺序为：混凝剂投加量>搅拌时间>pH值；实验最优条件为混凝剂PAC投加量为30mg/L，进水pH值为8，慢速搅拌时间为10min。高级氧化实验分为O₃/UV/H₂O₂影响因素实验和O₃/UV/H₂O₂的生化效果实验。实验在第一部分采用COD及UV₂₅₄作为实验研究的指标，通过改变臭氧投加量、光照时间、进水pH值及[H₂O₂]/[O₃]的摩尔比值等条件，研究O₃/UV/H₂O₂对COD及UV254的去除效果，从而确定O₃/UV/H₂O₂工艺的最佳运行参数。第二部分以BOD5/COD为实验研究指标，研究臭氧投加量和废水初始pH对O₃/UV/H₂O₂工艺处理兰州石化二级废水过程中的可生化性的影响。实验表明：O₃/UV/H₂O₂工艺可以明显提高兰州石化二级废水可生化性，臭氧投加量为62.63mg/L时，BOD₅/COD由0.05升至0.31；初始pH为9时，原水BOD₅/COD达到最大为0.34。O₃/UV/H₂O₂工艺的最优运行参数为臭氧投加量62.63mg/L，UV光照时间为15min，[H₂O₂]/[O₃]最佳摩尔比为0.75。生物活性炭吸附有机污染物实验主要包括生物活性炭挂膜实验和生物活性碳影响因素实验。本文是从水力负荷和活性炭滤层厚度两方面对活性炭吸附有机污染物进行实验研究。实验表明：在45天左右挂膜基本成功，最佳水力负荷为0.25⁰.75m3/（m2·h），活性炭滤层最佳厚度为90cm。论文最后从O₃/UV/H₂O₂-BAC联合工艺对主要污染物去除效果及O₃/UV/H₂O₂-BAC与单独活性炭吸附技术对比两方面研究了O₃/UV/H₂O₂-BAC联用技术对兰州石化公司污水处理厂二级废水深度处理及回用的效果，表明：O₃/UV/H₂O₂-BAC联用技术对兰州石化废水处理效果明显优于单独活性炭吸附，且经过整套工艺处理后的兰州石化公司污水处理厂二级废水满设计回用水水质标准。