大庆油田是我国重要的能源开采地，由于油田的开采过程中需要大量的回注水。目前萨中油田的补水量在3.78×10~4～5.21×10~4m~3/d之间，首先考虑将附近的地面污水深度处理后作为回注水水源，剩余的需要补充市政管网水，据估计萨中油田的补充的市政管网水量在2.210~4～2.4810~4m~3/d，补充量较大，从节约水资源及降低生产运行成本出发，考虑用其它的水源代替市政管网水。因此，针对目前萨中油田区域内补水的水源日益短缺的情况，本课题以大庆中区污水处理厂的二级出水作为研究对象，采用二级出水深度处理作为油田回注水的想法，通过对水质进行分析后，结果表明：二级出水中悬浮固体含量和三种细菌的菌数主要不达标，水型为碳酸钠型，无结垢趋势。为了考察深度处理工艺的可行性，通过静态混凝和小型连续流试验，确定处理二级出水的混凝剂和杀菌剂的投加种类、投药量等，以及对深度处理后的出水与油田采出水的配伍性进行评价，结果表明：静态混凝和小型连续流试验是可行的，对悬浮固体等出水指标有较好的去除效果，其中最佳投加量为：絮凝剂30mg/L，助凝剂3mg/L，杀菌剂50mg/L。两种污水的配伍性良好，可以作为油田回注水。为了确定运行参数，中试阶段通过对“混凝+气浮+过滤”四种组合工艺和流砂过滤工艺的运行和调试，结合不同工艺产生的经济效益，推荐最终工艺流程。结果表明：五种工艺运行后均能使二级出水达到回注水标准，结合各工艺运行成本，确定最优工艺为单级过滤工艺，处理后的悬浮固体含量为2.48mg/L，粒径中值为0.751μm，硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌的菌数分别为30个/mL、600个/mL、3个/mL，运行成本为0.85元/m3，每年产生4595.5万元的经济效益。