以石油为原料， 在生产基本有机化工原料合成塑料、合成橡胶、合成纤维等工艺过程中所产生的污水， 称为石油化工污水。按照石油化工污水中含有污染物质的性质分为有机石油化工污水、无机石油化工污水、综合石油化工污水。石油化工污水具有量大、成分复杂、浓度高等特性。据不完全统计， 1999 年我国 31 个重点大中型石油化工联合企业共排出石油化工污水量达280000kt， 其中主要含有油、硫、酚、氰、硝基物、胺基物、芳烃及汞等重金属类有毒物质。

采用纯氧曝气系统能够使曝气反应池中混合液主流的溶解氧浓度保持在6-10mg/L的高水平，充分提供生化过程所需的氧量，特别是高浓度有机石油化工污水所需的生物氧的吸收率能够得到保证。而采用空气曝气系统，只能使曝气反应池中混合液主流的溶解氧浓度保持在1-2mg/L的低水平，不能充分提供生化过程所需的氧量，特别是高浓度有机石油化工污水所需的生物氧的吸收率不能得到保证，从而经常出现曝气反应池中混合液主流的溶解氧浓度为零的情况，使污泥产生厌氧反应。

纯氧曝气系统的氧转移速率效率为空气曝气系统的4.7倍，即纯氧曝气系统比空气曝气系统优越。

高浓度有机石油化工污水处理采用纯氧曝气系统，必须同时满足处理的混合液浓度高、溶解氧供应充足两个基本条件。当曝气反应池中混合液浓度为4-12Kg/L时，混合液主流的溶解氧浓度必须保持在6-10mg/L的高水平。如果采用空气曝气系统，不仅在技术上是困难的，而且在经济上也是不合理的。只有采用纯氧曝气系统，以提高氧的分压。长期的运行经验表明，高浓度有机石油化工污水处理采用空气曝气系统，容易发生污泥膨胀、流失的现象，特别是在高负荷的情况下更是如此。

纯氧曝气系统则对冲击负荷有较强 的适应能力，污泥生成量少，不产生污泥膨胀的危害，从而保证出水水质。高浓度溶解氧有助于改善污泥沉降的性状，能生成密实易沉的活性污泥，即使污泥负荷较高也不易发生污泥膨胀、流失的现象。 由于生成的活性污泥密实易沉，有利于沉淀浓缩，从而增大了容积负荷，因此可以相应地缩短曝气时间和缩小曝气反应池容积。

纯氧曝气系统应用实例操作数据见下表。

关于石油化工污水处理的大量资料表明，石油化工企业排出的污水具有污水量大、化学成分复杂、污染物浓度高的特性。实践证明，纯氧曝气系统是处理高浓度有机石油化工污水的先进、适用、高效的处理工艺。