在炼油的过程中需要使用大量的水，从原料到生产都会对环境造成污染。由于生产工艺的影响，废水多变复杂，废水中含有较高的硫化物、挥发粉、COD、悬浮物等有害的物质，必须经过处理后才能排放。就目前对炼油厂废水处理设备工艺有：以生化为主，辅以一些物理方法如絮凝、沉淀等。辅以一体化污水处理设备废油回收利用是可行的。
常使用的炼油厂污水处理工艺流程格栅—调节池—平流式隔油池—混合反应池—气浮池—生物接触氧化池—二沉池—达标排放。
在炼油厂想将废水回用，就要做前处理和深度处理。
前处理：目前对炼油废水前处理工艺有：气浮法有效地固液分离方法，常用于对那些颗粒密度接近或小于水的细小颗粒的分离;电解法借助电流来进行化学反应的过程，利用这种反应使污染成分生成不溶于水的沉淀物，或生成气体从水中溢出，使废水得到净化;缺氧-好氧生物处理工艺它除了可去除废水中的有机污染物外，还可同时去除氨和氮，是一个有效的组合工艺;水解酸化-好养生物处理工艺可以比较明显地提高废水的可生化性，为后续的好氧处理工艺提供可靠地保证。做为废水前处理的工艺方法还很多，这里不在介绍了。
深度处理：目前的废水处理方法分为物理处理法(物理处理法主要包括沉淀、过滤、吸附、空气吹脱、膜分离等。)、化学处理法(化学处理法主要有絮凝、化学氧化、消毒、离于交换、石灰处理、电化学和光化学处理等)和生物处理法(生物法在污水回用深度处理中应用非常广泛，能够降解多种污染物，处理成本低、运行稳定可靠，抗冲击能力很强。)。单一的深度处理技术一般只能去除某一类污染物，几种技术有机耦合才能满足回用水质的要求。过滤作为二级处理代替浮选池，去除废水中的油和悬浮物，其去除率可达60%~70%。投加助滤剂后，去除率可提高到90%以上。
一体化污水处理设备膜生物反应器IMBR-A/O工艺，原废水首先经过栅网去除粗大颗粒状悬浮物并静沉，再由泵抽到原水槽，然后经斜板沉淀池到前置反硝化A段(厌氧槽)，再溢流进入好氧反应器O段(好氧槽)，在出水泵的抽吸作用下得到膜过滤出水，好氧槽连续曝气。
调节池和隔油池分离出来的油水进入污油灌，加温至50-60摄氏度，静止8H后脱水就可以把油回用了。
