我国水资源短缺,地表水污染程度和发达国家相比也较严重。工业污水在地表水中占比较大,其污染程度和排放量的大小直接影响地表水环境。石化污水在石油炼制、加工过程中,使用不同生产工艺所产生的工业污水的污染物组分和含量也不同。随着石化产业的升级,污水处理越来越复杂,种类也越来越多,必须在产业升级的同时升级污水处理工艺,让工业污水经过一定工艺处理之后,达到“污水回用”的目的,从而节约用水,提高水资源的利用率。本文研究了TZ石化公司含油污水处理工艺的各个环节,深入分析污水处理与回用工艺的处理效果。由于TZ石化公司含油污水进水常态化超标,COD合格率较低,给含油系列污水处理造成较大影响。所以,利用Fenton氧化法进行试验分析。通过正交实验和单因素试验研究了各主要因素对二沉池污水COD去除效果的影响,确定了最佳工艺条件。通过正交试验得出:降解二沉池出水COD影响最大的是过氧化氢投加量,其次为Fe²⁺投加量和污水初始pH,反应时间影响最小。最佳COD的去除效果组合为:初始pH为2,过氧化氢投加量为25mmol/L,Fe²⁺投加量为15mmol/L,反应时间为120min。通过单因素优化试验得出Fenton试剂深度处理二沉池出水的最优反应条件:初始pH为3,过氧化氢最佳投加量为25mmol/L,Fe²⁺最佳投加量为15mmol/L,反应时间为120min。在此条件下进行试验,COD的去除率最高可以达到57.06%。采用Fenton法对二沉池出水进行深度处理在技术上是可行的,COD的去除率基本在55%左右,若采用Fenton法+PAM,去除率可提高至70%。处理后的出水经过有效降解后,再经后续工艺处理能保证出水达标。二沉池出水可生化性较差,增加流化床Fenton氧化设备降解COD具有投资成本低、操作维护容易、高效率的优点。仅在装置进水COD值过高时投用,减小后续工艺负荷,使污水排放达标。在进水指标较好时,旁路投用,可减少运行成本。