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世界范围内轻质油品储量逐渐降低，稠油储量所占比例明显增加，超稠油加工量相继增大，导致稠油加工污水水量增加。稠油加工污水污染物种类多、浓度高、成分复杂、可生化降解性极差，是高浓度有机难降解污水的典型代表。常规污水处理方法对于稠油加工污水的处理具有很大的局限性，因此开发一套能够提高稠油加工污水生化降解能力的处理装置对于保证稠油加工企业污水场平稳运行与达标排放具有良好的科研价值和现实意义。 本论文以辽河石化公司稠油加工污水预处理装置出水作为研究对象，在对该污水水质进行深入分析与评价的基础上，建立电化学处理方法及其他高级氧化法的试验体系，通过试验筛选与方案优化的方式成功的建立该污水的处理方案。研究结果表明，稠油加工污水的CODc，浓度高于3500mg/L，B/C低于0.15，属于高浓度难降解有机污水。通过GC-MS分析，得出稠油加工污水中大量的稠环化合物、芳香族化合物等物质是导致污水可生化降解性差的主要原因：通过对电化学三种处理方法的对比，确定了三维电解法为最佳电化学处理方案，其最佳操作条件为镀钌钛基金属网为阳极，钛金属板为阴极，板间距为2cm，填料为椰壳活性炭和石英砂混合，其中石英砂占45％，外加电流6A，外加电流强度为26.66mA/cm2，处理时间为25min～30min，处理后COD去除率能够达到35％～43％，污水生化处理效率提高5％～8％。但因生化处理效率提高并不高，应考虑配合其他工艺使用；与三维电解法相结合的高级氧化法选择了有工业应用前景的Fenton法和臭氧氧化法。试验结果表明，Fenton试剂在最佳操作参数下，CODcr去除效率较低，只有24％。臭氧氧化法的臭氧加入浓度100mg/L，经过20min后COD去除效率可达45％左右，污水的生化处理能力得到较大提高，生化处理后出水CODcr去除率提高30％以上，且工艺较为简单，易于操作；将三维电极电解工艺与臭氧氧化工艺有机结合，使之成为处理稠油加工污水的集成处理装置。整个装置HRT控制在40min～50min范围内，其中三维电极电解段HRT控制在25min～30min，臭氧氧化段HRT控制在15min～20min。经过集成装置处理后污水的CODcr浓度降低，处理后污水B/C值由0.11提升至0.37，好氧生化处理速率加快，能够为后续的生化处理系统提供良好的水质。集成工艺能有效降解稠油加工污水预处理装置出水中的难降解有机污染物、降低CODcr浓度、提高污水的可生化。该集成工艺是针对该污水处理的成功探索，具有较高的研究价值。