石油精制和石油化学工业的排水中，一般含有有机酸、醇、醋、酮、醚、酚、氮化物，氧化物、有机硫等有机化合物，氨氮、硫化氢、硫酸盐等无机化合物也大量存在。纤凝聚沉淀、活性污泥等二级处理后，为进一步提高污水处理效果，回收利用处理后的废水，要用活性炭进行三级处理，活性炭吸附法联合工艺处理炼油污水较为常见。

　　国外活性炭吸附法在炼油厂污水和石化厂污水处理中的工业应用历史较久。美国大西洋里奇菲尔德公司沃森精油所，为达到COD允许排放量604kg/d的标准，用粒状活性炭处理工艺过程排水和雨水混合排水经API油分离后的污水。美国的马尔库斯湾精油所，从1973年开始用砂滤过滤活性炭吸附法处理炼油厂混合废水，即砂滤一活性炭配合使用法处理API油分分离槽的出口水。先经砂滤除去大部分漂浮的油分及悬浮物，再用三座并列的活性炭吸附塔处理。该油田污水处理工艺处理效果令人满意。

　　在炼油厂污水中，活性炭吸附的物质以碳氢化合物为上，向在石化厂污水中，所含的被吸附物质种类多，也较复杂。这些排水所含的化合物包括乙醇、乙醚、丁醛、苯等，其吸附的一般倾向性，随化合物种类、分子量等不同，吸附能力也有差异。对于石油化工废水来说主要是去除难(非)生物降解物质的去除，活性炭吸附是达到此目的的各种处理过程中技术经济最优越的，当前还没有别的方法可与它比拟。石化炼油厂污水处理技术运行费用较高，以及一般情况下，也不要求排水达到很高的深度。在探求更经济的深度处理方法时，活性炭生物法(简称炭生物法)是很有吸引力的。炭生物法主要有两种类型。

　　1.颗粒活性炭生物膜法

　　二级处理出水通过保持在好氧状态的活性炭层，炭层中微生物繁殖生长，活性炭吸附富集水中的有机物，被炭层中的微生物降解，进活性炭的生物再生，这样可以几倍，几十倍地延长活性炭的使用寿命，以至在一些情况下，只要定期地进行反冲洗去除悬浮物和过剩的微生物，就可以长期运行。

　　2.粉末活性炭活性污泥法

　　美国、西德的一些炼厂和石油化工均先后进行粉末活性炭活性污泥法处理废水的试验，取得好的效果。我国一些炼厂如东方红炼厂、长岭炼油厂也试投加粉末活性炭于生物曝气池中，COD、BOD、酚等去除效率都有一定的提高。

　　随着活性炭处理炼油厂污水应用研究的发展，我国活性炭吸附法及其组合工艺在炼油厂污水和石化厂污水处理中的工业应用也开始发展，国内炼油废水逐渐开始也用活性炭进行处理。1976年湖南长岭炼油厂在生化曝气池的基础上，增设了活性炭吸附装置。采用升流式间歇移动床吸附塔，塔径4.4m，活性炭层高6m，内装鸿宇活性炭50t，共有4塔，最大处理能力1.4万t/d。出水酚、硫、油均可达地面水标谁，化学耗氧量可降到30mg/L以下。兰州炼油厂建成的活性炭吸附装置处理水1.2万t/d，废水经处理后水质良好，结束了污染黄河的历史。