近年来，石化工业迅猛发展，用水量及排水量大幅增加，造成的环境污染也日益严重。随着国家污染物排放总量控制政策的实施以及相关排放标准的日益严格，石化企业废水需在现有处理工艺的基础上进行深度处理，但目前常用的深度处理技术都存在运行成本高，企业难以承担的问题。本研究以节能减排为目标，在传统氧化塘工艺基础上，提出以生态混凝土护坡、人工介质及水生植物浮床等为强化措施的人工强化氧化塘组合工艺，并使之配套完善，深度处理石化废水。本文以中试研究为基础，对人工强化氧化塘深度处理石化废水的效果、净水机理及氧化塘内生物生态特性进行了系统的分析。 氧化塘中人工介质、多孔生态混凝土护坡、水生植物浮床等人工强化措施较大幅度地提高了氧化塘处理效率。进水COD、TN和TP范围分别为42mg/L～113mg/L、10．3mg/L～16．1mg/L和0．29mg/L～1．29mg/L，在水力停留时间为2d的条件下，系统运行稳定，对COD、TN和TP的月平均去除率分别为28．3％～49．4％，21．3％～43．6％和29．3％～45．5％，出水主要水质指标皆达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》一级A标准。氧化塘不同单元对各类特征污染物的去除能力不同，COD主要在兼氧塘和好氧塘去除，而氮、磷则主要由兼氧塘和水生植物塘去除。温度是氧化塘处理效果的主要影响因素，其对TN去除的影响高于COD和TP；由于进水温度较高，即使在冬季兼氧塘依然保持较高的净水效果。氧化塘各单元进、出水有机物气相色谱扫描分析表明，废水经氧化塘处理后，无论是有机物色谱峰总面积还是有机物种类都明显降低，进水中有机化合物种类为42种，出水为29种；氧化塘系统对有机物峰面积的去除达到41．4％。 通过静态试验考察相同生物量的水生植物的净水效果，结果表明：水生植物昼间根系泌氧现象明显，夜间存在竞争水中溶解氧现象：沉水植物泌氧能力最强，挺水植物中芦苇、水葱表现出较强的泌氧效果；水葱对有机物的去除效果最好，空心菜对TP及金鱼藻对TN的去除则体现出较高的优势；在相同时间内空心菜的增长量远高于其他植物，金鱼藻的增长量最低。单位重量植物叶片中叶绿素的含量排序为：水葱>芦苇>美人蕉>菖蒲>金鱼藻>空心菜，结果与植物泌氧能力具有一定的相关性；采用环境适应性及抗冻性指标进行水生植物的抗逆性分析，水葱的抗逆能力最强，可以很好的适应水质及环境，具有较高的耐寒性，而金鱼藻抗逆能力最弱；水生植物根系分泌物对藻类的化感作用试验中，受试藻密度为2×106ind/L，水葱对藻类的化感作用最强，菖蒲次之，空心菜和美人蕉化感作用较低但对藻类生长亦具有抑止作用。植物不同部位的氮磷含量存在差异，叶中氮的浓度较高，而根中磷的浓度最高，由于植物生物量分布的差异，氮、磷含量主要集中于地上部分；植物干枯后氮、磷干重含量较未枯萎时低15％～25％，因此植物收割宜在11月底至12月初植物刚开始枯萎时进行；植物腐烂分解过程中，磷的释放超前于氮的释放及生物质的释放；冬季植物黑麦草适应水质及环境条件，低温季节可以生长，而水芹则无法适应，不能正常生长。 通过PFU微型生物富集试验，氧化塘内共检测出微型生物39种，纤毛虫为主导微生物；人工介质具有较好的富集微生物效果，但随空间布置变化明显，兼氧塘介质富集效果优于好氧塘，进水口介质富集微生物量及活性皆高于出水口；空间位置上，上层最高，中下层依次降低。人工介质微生物相丰富，主要有藻类、鞭毛虫，肉足虫、纤毛虫以及轮虫、线虫等，构成较为完整的生物体系。生态混凝土护坡提高了氧化塘内的生物多样性，生态混凝土间土壤微生物的量及活性明显高于硬质护坡，而植物根区土壤微生物的量及活性又优于非根区土壤；利用Shannon－Wienner公式计算生态混凝土护坡植物物种的多样性指数，结果表明其物种多样性为良，物种比较丰富。 底泥中磷主要是以铁磷和钙磷的形式存在，从前端至后端，底泥中钙磷的比重逐渐加大，铁磷的比重逐渐降低。兼氧塘底泥以铁磷所主；好氧塘底泥中铁磷和钙磷含量相当；由于植物残体腐烂等因素，水生植物塘底泥中有机磷所占的比例升高，铁磷所占比例较好氧塘下降，而钙磷所占比例则达到52．1％。氧化塘中氮的去除70％是由生物脱氮完成，植物吸收脱氮则占了15％；植物吸收除磷是夏季氧化塘内磷的主要去除部分，占系统总除磷量的48％，冬季塘内磷则主要由颗粒磷沉降及底泥吸附等作用去除。 以上研究结果表明，人工强化氧化塘工艺将废水的生物、生态处理技术有效结合，在保留传统氧化塘运行稳定、经济节能优点的同时，缩短了水力停留时间，提高了运行效率。该生态环境友好型污水处理技术，符合国家节能减排的政策，是污水深度处理技术的发展方向之一，具有较高的工程应用价值，该技术的推广应用必将带来显著的环境效益、经济效益和社会效益。