1)预处理：来自于地层的含油污水首先进入预处理池，所述预处理池底安装有空气曝气装置，对进水进行曝气处理，使含油污水中的硫化物被充分氧化;同时，预处理池中浮选去除部分浮油;
2)生物接触氧化处理：经预处理后的含油污水进入生物接触氧化系统，对含油污水中原油进行降解;所述生物接触氧化系统包括串联的至少两级生化池，生化池中设置亲水性组合填料，生化池的池底设有空气曝气装置;组合填料在生化池内的充填密度为75%～80%，组合填料的片间距为50～60mm;生化池中在启动初期投放有除油菌剂，所述除油菌剂由短芽孢杆菌(B.brevis)、纳豆芽孢杆菌(B.natto)、地衣芽孢杆菌(B.lincheniformis)、蜡样芽孢杆菌(B.cereus)组成;所述短芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌的干粉菌剂质量比为1：(0.9～1.1)：(0.9～1.1)：(0.9—1.1);混合后的干粉菌剂活菌数≥1010个/g，接种量180～220g/m3;与所述除油菌剂同时投入有菜子饼、玉米粉、无机磷酸盐和无机铵盐组成的生物强化剂，菜子饼用量为池水重量的0.2～0.4%，玉米粉用量为池水质量的0.1～0.2%，无机磷酸盐及无机铵盐的加入量满足使池水中的COD：N：P=100：(4～6)：(0.8～1.2);预处理后的含油污水在两级生化池中停留时间6～8h，生化池中的气水比(20～30)：1，pH值维持在6.0～9.5，工作温度26～32℃;
3)胞外聚合物及其它可生化降解有机物高效曝气沉降处理：含油污水经生物接触氧化系统后，进入高效曝气沉降池，高效曝气沉降池包括曝气室和斜板沉降室两部分;其中曝气室内底部设置有空气曝气装置，污水在曝气室内停留时间0.5～1h，曝气装置工作使含油污水中的溶解氧维持在1.0～2.0mg/L;经曝气室曝气处理后的污水进入斜板沉降室，在斜板沉降室内停留时间3～4h，斜板沉降室内底部沉降的残渣定期卸放，沉降室内的上层清液进入超滤膜过滤系统内;
4)超滤膜过滤系统处理：所述超滤膜过滤系统包括两端开口的管状超滤膜，污水从超滤膜的一端的进口进入，再从超滤膜另一端的出口离开，所述超滤膜的进口和出口之间设有循环泵，流过超滤膜的污水，有一部分穿过超滤膜的渗透水经渗透水出水阀进入注水罐，另一部分回流至超滤膜的进口进行反复过滤，所述超滤膜的滤孔孔径20～30nm，膜面流速2.8～3.5m/s，经超滤膜反复过滤后，残留在超滤膜的进口和出口之间的浓缩水送至生物接触氧化系统进行循环处理。
