生物修复技术
处理石油污染废水的生物技术主要包括活性污泥法、氧化沟法、生物膜法等。
活性污泥法1.活性污泥法是借助曝气或者机械搅拌，使活性污泥均匀分布于曝气池内，微生物壁外的黏液将污水中的污染物吸附，并在酶的作用下对有机物进行新陈代谢转化。自20世纪80年代，石油废水普遍采用的二级生物治理方法是传统活性污泥法。采用SBR法处理油田采出水，结果表明，COD去除率为80％~90％；出水满足行业的排放标准。通过研究SBR以及投菌SBR法处理炼油废水中污染物的效果，实验结果表明，废水中各种污染物的去除率分别为：COD93.5％、石油类98.6％、总氮89.8%。SBR工艺是一种新型的高效废水处理技术，是对传统活性污泥法的改进。该方法具有固液分离效果好、工艺简单、占地少、建设费用低、耐冲击负荷强、温度影响小、活性污泥状态良好、处理能力强等优点，是处理石油废水的一种具有前景的处理方法。
2.氧化沟法对各种含高COD、BOD、油类等有机废水的深度处理十分有效。它的曝气池呈封闭、环状跑道式，污水和活性污泥以及各种微生物混合在沟渠中作循环流动。氧化沟处理厂氧化沟法在处理含油废水方面应用实例比较多，但是其处理效果没有达到处理要求。有很多企业都采用了氧化沟工艺，其处理出水水质与进水水质有关，只有确保一定的进水水质时，出水才会达到理想的处理效果。专家们根据工艺原理分析了氧化沟不能取得理想处理效果的原因，提出了很多的改善对策。在氧化沟现有处理能力和工艺特色的基础上，有人探索出了一套投菌氧化沟曝气的处理方案，实验结果表明，在相同的水力停留时间等条件下，可以将去除率提高10％左右，如果要得到相同的去除率可以大大缩短水力停留时间，且出水COD值可以更低。与活性污泥法相比，氧化沟具有很多优点：工艺简单；不仅可以去除BOD和SS，还可以达到脱氮除磷的效果；设备少，操作管理简便；低温，有更大适应性等。氧化沟是活性污泥法的发展，但是只有满足工艺要求时，才能发挥去污效果。
3.目前应用较广泛的生物膜法主要包括生物转盘、生物流化床、接触氧化法和膜生物反应器等。（1）生物转盘是利用较大的比表面积，在低能耗的条件下转动产生高效曝气，使得氧气、水和膜之间有较好的接触。盘片表面附着的膜状微生物在其新陈代谢的过程中对有机污染物进行无害化降解。曹明伟利用环境微生物技术，开发出高温优势菌生物膜法处理采油废水，实验结果表明：硫化物的平均去除率达98％；挥发酚的平均去除率为91％；COD平均去除率为68％；氨氮平均去除率为82％。生物膜（2）生物流化床处理技术是借助流体使表面生长着微生物的固体颗粒呈流态化，同时进行去除和降解有机物的生物膜法处理技术。影响其处理效果的因素有载体的选择、菌种的筛选等。崔俊华等在“三套”工艺的基础上添加了三相生物流化床部分，且采取了高效油降解菌以及漂浮和悬浮填料并用的措施，使出水油浓度降为3.5~4.9毫克/升，为一种被广泛采用并逐渐成熟的生物深化处理技术。龚争辉应用接触氧化工艺对采油废水进行了现场的实验研究，废水中的COD和油的去除率分别为42.2％和89.3％，最后出水能达到排放标准。（3）接触氧化法除了可以降低COD，还可以用于去除氨氮，尤其适合应用于炼油废水的净化。庞金钊的实验结果表明，用接触氧化法工艺处理COD≤500毫克/升的石油废水时，硝化细菌是优势菌，能同时有效去除氨氮和COD等。接触氧化法可以克服活性污泥法容易污泥膨胀和超标排放的缺点，具有有机负荷高、抗冲击能力强、对废水中的毒物忍耐力较大等优点，而且对氨氮也有较好的祛除效果。接触氧化法多用于深度处理含油废水，其技术关键在于对进水可生化性的控制。
微生物吞食法
这种方法是人工培养的石油清污微生物。将这些微生物大量抛散在石油污染水域来迅速吞食泄漏出来的石油。这种方法尚不成熟：①为了激活这些微生物去吞食石油，需要在抛撒微生物的同时，加入大量的氧、氮、磷酸盐；②只适用于小面积污染区和被拦截的污染区域，否则这些微生物将如同脱缰野马，很难控制，造成严重后果。
化学消油剂
化学消油剂是表面活性剂、溶剂及少量助剂复配而成的油处理剂。其作用机理是利用表面活性剂的乳化作用，使油膜乳化形成O／W型乳状液。溶剂能降低油类黏度，使其易于乳化。而少量助剂能促进乳化分散过程，提高乳化效率，增加乳状液的稳定性。
当将足量的化学消油剂喷洒在溢油膜上时，表面活性剂分子即刻在油—水界面上发生定向吸附，亲油基伸向油，亲水基伸向水，使界面张力大大下降，并形成具有一定强度的界面膜。其结果削弱和降低了油膜的黏聚性，使油膜易于乳化分散成小油滴而转入水体中，尤其是在外动力（由风、浪或工作船引起）作用下，能加快其乳化分散过程而形成O／W型乳状液。且其沉降深度不超过3米，易于在海面上扩散，并经历物理的、化学的、生物的变化而使其消失。
喷洒消油剂
化学消油剂能快速形成水包油型微粒子，降低了油分浓度，增大了油粒子的表面积。利于石油的溶解和蒸发、生物降解和氧化作用（主要是光氧化反应）的进行，加速自然净化消散过程；同时使水生生物不能与油粒子表面直接接触，避免或减少了石油对水生生物的毒害；使石油失去了黏附力，不再黏附船舶、礁石和海上建筑物；防止形成油包水型乳状液（巧克力奶油冻），减少了石油沉积；在海浪高于1.5米，不能使用围油栏和撇油器等机械清除溢油的情况下，选用直接喷洒消油剂的方法，实现对海面大面积溢油的控制和清除处理；可减少烃类扩散，减少爆炸和火灾危险。
在短暂时间内化学消油剂的局部浓度较高，可能与水体内的生物有短暂接触，会给某些生物的发育生长带来影响。市场上流通的化学消油剂，对高黏稠油（如高黏度重油、高蜡质油等）以及在低温（10℃以下）下使用，还存在着乳化率低或无效的弱点。费用昂贵，消油剂的用量起码为溢油量的20%以上，以30%~40%为好，而有时在处理黏度小或薄油层时耗量更可达到溢油量的100%。在实际处理大规模油膜时，采用如此高的消油剂和溢油量的比值导致处理价格相当高。消油剂通常要采用特殊装置如船舶、飞机进行喷洒，飞机喷洒用于处理不规则的大片油膜，覆盖海面的油膜厚度不一，所喷的消油剂不可能都与油膜相遇，造成消油剂的大量浪费，增加了处理成本。
化学分散法
这种方法采用的分散剂是由溶剂和表面活性剂组成。溶剂是表面活性剂的载体，同时也能扩散石油。表面活性剂则能将石油分解成易被海洋微生物吞食的液滴。这些小液滴被潮水冲散后，分布在1米左右深的海水中，然后被海洋微生物吞食。但该法在清除海上油污时也会对鱼类等海洋生物造成二次污染，并且它的处理速度较慢。
绿色环保吸油毡
投放吸油毡吸油毡是目前处理海上溢油污染事故的有效材料之一，它主要将水面溢油直接渗透到材料内部或吸附于表面，以便于回收溢油，通常有聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙纤维和尿素甲醛泡沫等材料。我国行业标准规定，其吸油性应达到本身重量10倍以上，吸水性为本身重量10%以下，持油性保持率80%以上，在淡水、海水中无溶解性和变形现象。其材质按其原属性分为天然吸附材料与合成吸附材料，其合成吸附材料是人们常见的，也是最常用的吸油毡。
最近，新加坡研制成功了一种质地类似纸的吸油材料，是由很多非常细的纤维组成，它们可以有效地将水和石油及其他一系列含有碳的有毒物质分开。这种纤维吸收的油量可达本身重量的20倍。据介绍，该产品利用的是荷叶原理，荷叶上的露水可以像珍珠一样滑过，又不会打湿荷叶。所以它的吸收性能强，而且可回收再利用，从长远看还可以节省大量材料费用。预计这种新型绿色环保的吸油材料将在未来5年广泛用于吸收泄漏的原油和有毒物质。
油污吸附法
这种方法是采用高性能的吸油剂来吸附海面上的石油，然后将吸油剂收集清理，以达到清除海上油污的目的。目前，科学家用稻壳制成一种称为ASSW的活性炭吸油剂，该吸油剂不需要用中和油制的化学制品，成本只有其他吸油剂的1/10。经实验，1千克的ASSW能吸附6.8千克的油和水，而且对海洋不会造成二次污染。