炼油废水是原油炼制、加工等过程中产生的一类废水，其污染物的种类多、浓度高。炼油厂的生产运行的过程需要大量的水，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%。
炼油污水中的主要有机物有:石油类、悬浮物、挥发性酚、BOD、COD；无机物有硫化物、氰化物；金属化合物有汞及其化合物、镉及其化合物、六价铬化合物、砷及其化合物、铅及其化合物。
炼油厂废水处理方案：
方案一：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。
方案二：化学混凝法（聚合氯化铝或者聚丙烯酰胺）：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聚合氯化铝或者聚丙烯酰胺絮凝剂，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。
