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本课题以胜利油田经物化预处理后的采油废水为处理对象，进行了“水解酸化．人工湿地”工艺处理采油废水的现场试验研究，目标处理后出水水质达到污水综合排放标准(GB8978-1996)的一级标准。重点控制COD指标，要求近期稳定达到COD≤80mg/L，远期COD≤60mg/L。采用了5个人工湿地小试装置，分别为水平潜流湿地HW1(水深0.4m，芦苇)，HW2(水深0.6m，芦苇)，HW3(水深0.6m，芦苇+藨草)，HW4(水深0.8m，芦苇)，垂直潜流湿地VW(水深0.7m，芦苇)。工艺进水COD140～160mg/L，水解酸化段 HRT保持10h，出水COD稳定在105～120mg/L。通过试验考察了潜流人工湿地小试装置不同工况下对采油废水的处理效果，研究了湿地对COD及氮素的去除效果及影响因素，并针对湿地冬季近期COD达标停留时间长及远期COD达标困难分别进行了强化处理措施及强化工艺的试验，同时对采油废水有机污染物经人工湿地处理后的降解规律及其生态毒性的降解进行了研究。
试验表明：(1)采用“水解酸化-人工湿地”工艺处理采油废水是可行的。停留时间的延长有利于人工湿地对COD的去除，冬季HW4在HRT=6d时，可低于近期COD80mg/L的外排标准：夏季HW1在HRT=4d和8d时，COD可分别低于近期80mg/L及远期60mg/L的外排标准。(2)COD去除速率随进水COD负荷率的增加而增加，当COD负荷率在14～30g/(m3·d)，对应去除率为6.69～10.68g/(m3·d)，且在此范围内呈线性关系。芦苇作为湿地植物比芦苇和藨草组合对于COD的去除更为有效，秋冬季HRT=8d时，HW2(芦苇)对COD的去除率比HW3(芦苇+藨草)高13％。冬季湿地水深增加有利于COD去除，HRT=6d和8d时，由0.4m增加至0.8m，COD去除率分别提高了26％和15％，夏季水深较小有利于COD去除，HRT=4d～8d时，水深由0.8m降低至0.4m，COD去除率分别提高了5‰6％。(3)秋冬季通过在进水中添加硝酸盐(10mg/L)来促进人工湿地对采油废水中有机物的降解是可行的，HW4在HRT=4d和8d时，其出水分别满足COD≤80mg/L，和COD≤60mg/L的近远期达标工况。(4)一级动力学模型可以较好的模拟潜流人工湿地对有机污染物的去除。秋冬季添加硝酸盐对反应动力学常数k影响较大，k值由0.0277升至0.0629，提高近2.3倍。(5)“水解酸化-好氧(HRT=10h)-人工湿地”与“水解酸化-人工湿地(进水区曝气)”工艺强化处理均是可行的。当湿地HRT=6d时，均能达到远期COD≤60mg/L的外排标准。从处理效果及经济性方面米比较，后者优于前者。(6)水解酸化段能使采油废水中的碳原子分布往低碳原子数方向转变，出水中以C3，C5～C7的为主，并使大分子的有机物分解为小分子，提高了采油废水的可降解性，好氧反应器对于分子量较小的有机物处理效果较好，人工湿地同样对分子量较小的有机物有较好处理效果，还能使得人工湿地出水碳原子数及分子量分布更为广泛。湿地对二甲苯、乙苯等“优先污染物”及其他含苯环的有机物去除效果较好。(7)采用“水解酸化—人工湿地”工艺处理采油废水能削减其生态毒性，将发光细菌相对发光率由13.6％提高至67.1％～70.8％，生态毒性由高毒降至中毒甚至低毒。