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随着现代社会对能源的需求及消耗普遍提高,石油行业为提高其采收率会将额外的水注入到储层中保持水压,由此产生大量压裂返排液。这些废液的主要特征是组分较为复杂,污染物的类型众多,主要表现在废水中含有较高的悬浮固体,矿化度及有机物,给压裂返排液的处理增加了一定的难度。通过对长庆油田第五采油厂（定边）油田压裂返排液污染成分分析,表明:压裂返排液呈弱酸性,悬浮物质高达596 mg/L,有机物浓度高达4400 mg/L,并且可生化性低,离子色谱的测定结果表明废水含盐量非常高。因此针对此油田压裂返排液的特点,选用絮凝法对废水进行预处理,以去除其中的悬浮固体;经絮凝沉淀处理之后对废水进行深度处理,包括Fenton氧化处理和纳米ZnO光催化处理,去除废水中高浓度的难降解有机物。对每步工艺操作参数进行优化,得出如下结论:（1）采用絮凝沉降工艺得到的最佳处理条件为:当废水的pH=7,药剂投加量为PAC1.5 g/L,PAM 0.03 g/L,搅拌强度为250 r/min时,废水的COD从4400 mg/L降至1991 mg/L,COD的去除率达到了54.75%,SS从589 mg/L降至18 mg/L,去除率达到96.9%,Ca2+、Mg2+去除率达59.87%,43.83%,Cl-去除率达到47.01%。絮凝机理的初步探究通过对絮体形貌及絮体强度的分析,得出在最佳处理条件下的絮体团聚状态较好,支化结构更加明显,因此絮凝物更容易聚集并因此吸附更多的颗粒物质。（2）Fenton氧化得到的最佳处理条件为:每100ml压裂返排液中,FeSO4·7H2O投加量为0.4 g,H2O2投加量为4ml,pH值为4,增加紫外光照75min时,COD的去除效率最高,可达73.73%,处理之后的COD值降为523 mg/L。采用利用统计学软件Design Expert V7.1.3,通过响应面法模拟出最佳的处理条件为:当FeSO4·7H2O投加量为0.47 g、H2O2投加量为4.35 ml和pH值为4.01时,模拟压裂废水的COD去除率可达到79.09%,与实测值接近,说明模型拟合效果较好。在最佳拟合参数下得到Fenton处理对该油田压裂返排液中Mg2+的去除率高达78.61%,Ca2+的去除率高达78.94%。（3）光催化深度处理技术筛选出椰壳活性炭负载纳米ZnO的降解效率均优于其他两种光催化剂,最佳处理条件为:pH值为4,紫外照射时间为4h,负载型光催化剂的剂量为2 g/L。经处理之后的COD为71.54 mg/L,满足石油化学工业污染物排放标准（GB31571-2015）。考虑催化剂的重复使用性,对椰壳活性炭负载的纳米ZnO在最佳处理条件下反复使用4次,发现其对COD的去除效率大致一样,证明该催化剂满足了经济适用性。经三个工艺处理之后,压裂返排液的出水COD达到72 mg/L,SS为10 mg/L,满足石油化学工业污染物排放标准（GB31571-2015）,同时废水中其他污染指标也有大幅度的降低。