在当前水资源短缺问题日益突出及工业外排污水严重污染环境的大背景下,本文以榆林炼油厂(延长油田股份有限公司靖边榆林炼油厂)经过处理达标排放的污水为研究对象,对其进行水质分析,并对现有工艺进行改造,以使得该企业外排污水处理达到工业循环冷却水补充用水的指标要求。围绕上述目标,本论文首先对榆林炼油厂污水的处理现状进行调研,结合该厂两阶段污水处理装置的运行情况及对水质状况、水质变化规律的监测,找出现行采油污水处理工艺中存在的问题。进行针对性实验室研究,筛选出适合榆林炼油厂污水处理的缓蚀药剂,并结合工程实例探究了超滤、反渗透技术在污水处理现场的应用效果。在此研究的基础上,结合榆林炼油厂的污水处理装置,提出了“生化处理+超滤反渗透”的改造方案,为下一步污水站的改扩建提供了参考。