胜利油田的石油开采已经走过了近40年的历程,大部分石油开采已进入石油开发的中期和后期,石油开采液中的含水率达70%～80%,甚至已高达90%以上,由此带来了大量的含油采出废水。同时,油田采出水处理后回注地层,不仅可以回收水中的原油、实现水的循环利用、减少环境污染,而且能够提供充足的注水水源,节约大量的淡水资源。然而,随着胜利油田的不断开发,油田已进入特高含水开发期,采出水经历了采出、处理、回注等多次循环,加上各种化学药剂的投加,使其性质发生了较大变化。油田采出水中污染物质成分复杂,常规混凝处理已经无法满足油田回注水处理水质要求,由此给油田采出水处理带来了新的课题。本研究针对胜利油田采出水处理常规混凝沉降工艺存在的问题及油田采出水中不稳定物质去除难的现状,在混凝过程前投加臭氧,利用臭氧强化混凝效果,并利用臭氧氧化去除油田采出水中的不稳定物质,提高油田采出水处理效果。因此,本研究重点考察了臭氧对混凝处理效果的强化作用和对油田采出水中不稳定物质的去除效果,确定了臭氧强化混凝反应的最佳运行参数,从实际生产角度分析臭氧强化混凝处理的经济性,提出了臭氧强化混凝工艺实际应用的条件与措施。本研究试验结果表明:（1）针对胜利油田采出水,臭氧强化混凝最佳反应条件为pH值为7.0～8.0,适宜反应温度为50℃,O₃投加量为5mg/L,PAC投加量为20mg/L,PAM投加量为5mg/L。当原水含油为27.6mg/L,SS为21.37mg/L时,处理后出水含油小于5mg/L,SS小于3mg/L,达到直接回注水质标准,由此减少了传统处理工艺流程的过滤单元。同时表明,臭氧可以起到强化混凝处理的功效,提高絮体的絮凝沉降性,与传统混凝工艺相比较,达到相同的回注处理标准条件下,可减少PAC与PAM的投加量分别为10g/m³、5g/m³,实现了药剂成本的降低,达到经济运行的目的。（2）对于胜利油田采出水而言,投加臭氧在强化混凝的同时,对油田采出水中的不稳定物质具有较好的去除效果,臭氧预氧化的最佳投加量为5mg/L,与臭氧强化混凝反应确定的臭氧最佳投加量相同。在该投加量下,接触时间10min时,油田采出水中Fe²⁺由原有的7mg/L降至0mg/L,S^2-由5mg/L降至0mg/L,SRB菌由原有的250个/ml降至0个/ml。（3）臭氧利用效率往往受臭氧在水中溶解能力的影响,通过向臭氧接触反应器内添加填料可以在一定程度上提高臭氧利用率,但提高效果并不明显,建议采用压力溶气释放的方式投加臭氧以提高臭氧反应利用效率。（4）对于胜利油田采出水而言,投加臭氧对处理后水质条件产生一定的影响,当臭氧投加量为5mg/L时,油田采出水的pH值由8.01降至7.96,臭氧的投加对采出水pH值影响微小。同时,油田采出水的矿化度由7125mg/L降至6893mg/L,电导率由11.1mS/cm降至10.7mS/cm,臭氧氧化可以在一定程度上降低油田采出水的矿化度,从而减少了由于矿化度过高引起电化学腐蚀的几率。（5）采用亚硫酸钠为脱氧剂对回注水进行脱氧,其投加量为40mg/L时,可以使水中含氧量小于0.3mg/L。