中国油藏大多属低渗透、特低渗透油田。随着常规油藏的逐渐老化，低渗透、特低渗透油藏注水开采，不仅耗用大量水资源，而且采出污水量极大（大于采油量）。油田采出污水具有悬浮物高（50～700毫克/升），油含量高（20～300毫克/升），含盐量高（矿化度高达150000毫克/升），含油复杂（既有浮油又有分散油、乳化油），有机物成分复杂、难降解（除含原油外，还含有脂肪酸、表面活性剂、驱油剂、破乳剂、降粘剂、缓蚀剂、有机硫（硫化物高达50毫克/升）等）。含油量高、水质成份复杂、可生化性差、处理难度大、处理成本高为此类污水的重要特征。采出污水与油层流体和储层配伍性良好，处理后用于油田回注可提高采收率，因此要求采出污水90％以上用于回注，同时可节省采油需要大量新鲜水。低渗透、特低渗透油田，渗透率低、地层孔隙细小，容易吸附、滞留注入水中的微小颗粒，如处理不达标强行回注，将造成地层堵塞，伤害岩心，注水压力上升，采油率下降，同时还会造成设备和管线结垢腐蚀。因此，低渗透、特低渗透油田回注用水要求特别高：悬浮物≤1毫克/升，粒径中值≤1微米，油≤5毫克/升或1毫克/升。对于此类污水处理至达标回注水唯一有效方法为采用精细过滤，例如膜分离或硅藻土过滤。然而此类污水含油、含难降解有机物，极易造成过滤介质污染，有效使用周期极短，2010年10月前已有技术只能唯一采用膜分离，但膜污染后难以得到清洗恢复，造成膜更换周期也较短，工程实际难以接受。因此采取有效措施最大限度降低油、有机污染物对膜的污染，使进入分离处理水基本不污染或少污染膜，是高效、稳定采用膜分离的关键；并且前处理效果直接影响后续分离膜的选择和膜分离效率，同时影响投资、处理停留时间和运行费用等。为此，人们采用多种膜前处理方法，以降低处理水对膜污染。

中国专利CN1854093含油污水处理工艺，通过先采用溶气气浮工艺处理，再经超滤膜系统处理得到高品质回用中水，再选择性采用反渗透处理系统进行深度净化成为高品质水。

中国专利CN101264999油田采出污水处理工艺，先通过絮凝沉淀除去大部分悬浮颗粒和油类；上清液进行水解酸化，酸化水进入沉淀池中继续进行厌氧水解，上清水进入生物动态膜反应器，在好氧微生物分解及生物膜组件吸附过滤去除小粒径油滴和大分子。

中国专利CN101367564采油污水深度处理方法，采用三步进行：一、沉降预处理、投加混凝剂进行混凝沉淀，再送入气浮池处理，然后依次经一级单层石英砂过滤器和二级单层石英砂过滤器过滤；二、微滤处理：在微滤设备经0.01～1兆帕压力下进行死端过滤；三、循环超滤膜深度过滤处理，每运行1～8小时，进行水反冲一次，每运行8～48小时对超滤膜设备进行一次碱反洗，每运行5～20天进行一次化学清洗。

中国专利CN101671091特低渗透油田回注用采出水处理方法，一、投加混凝剂或浮选剂进行混凝沉淀处理；二、在上清液pH值为6～9、温度为15～40℃、矿化度为4000～6000毫克/升、悬浮固体含量为30～60毫克/升、悬浮固体粒径值为0.1～10微米、含油量为30～150毫克/升、CODCr为300～600毫克/升的条件下通入活性污泥-生物膜反应池，水力停留时间6～10小时；三、将步骤二处理后的油田采出水通入到沉淀池中，进行沉淀处理，然后再过0.001～0.02微米的超滤膜。

上述方法膜前处理，由于油田采出污水的特殊性，均难以达到使膜污染降到最低程度要求，实际未见工程化报导。其次，处理工艺复杂，停留时间长，投资及运行费用高。

该申请入首创了选择联合专性微生物菌群进行除油及降解有机物，达到了较好膜分离前处理效果，例如在先申请专利：CN03112720.7油田回注用采出水处理方法，采用芽孢杆菌属和极杆菌属组成专性联合菌群，最大限度降解油及有机物，减少了对后续膜污染，使膜分离能够持续进行，并且取得了实际工程应用成功，并已投入工程化应用。此法中专性联合菌群通过活性污泥为载体，然而活性污泥法本身存在的缺点，限制了工艺优势的充分发挥，例如：活性污泥法易发生偏流以及排泥导致部分微生物流失影响处理效果，因而要求有较大池容；其次，采用活性污泥作载体，进入后级超滤膜分离水中含有一定量的活性污泥，并且污泥含量与反应池污泥浓度呈正比，通常膜分离污泥浓度达15-25克/升，后续膜分离只能采用价格较高的管式膜（例如内径8毫米），并不能采用精过滤方式过滤处理，为保持较高膜分离效率，限制了前处理污泥浓度的进一步提高，因而限制了处理微生物量，造成整个处理时间仍较长，不包括回流，停留时间需5-10小时，甚至更长。再就是，管式超滤膜，采用错流分离，回流量高达30-60％，造成分离能耗相对较高，为通常膜分离的3-5倍。并且由于长的停留时间、大的活性污泥池，以及价格昂贵的管式膜，导致投资费用高，占地大，运行费用高（曝气量大，膜错流分离能耗较高）。因此投资费用高（仅膜成本吨水投资约1万元/吨）、处理运行费用高（吨水运行费用约2.7-3.0元）、时间长（5-10小时）是三大仍需改进之处。

在先申请专利CN200610096359.9炼油废水微生物深度处理，采用曝气生物滤池和/或生物反应池载附假单胞菌（Pseudomonas sp）、动胶杆菌（Zoogloea sp.）、邻单胞菌属（Plesiomonas sp.）、芽胞杆菌属（Bacillus）、巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）、球红假单孢菌（Rhodopseudomonasglobiformis）联合菌。同样降解油及有机物专性微生物混合同一工艺处理，上述不足依然存在。

在先申请专利CN200610096180.3油田回注水微生物处理，采用棒状蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）、杆菌属（Corynebacteriumsp.）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、产碱假单胞菌（Pseudomonas alcaligenes）联合菌好氧生化处理及后续过滤处理。同样降解油及有机物专性微生物混合同一工艺处理，上述不足依然存在。

上述采用除油、降解有机物专性微生物处理，还有一共同不足，生物除油菌及降解有机物菌混合于一个工艺段，可能是由于相互不协同作用，限制了专性微生物的高效性，也是导致处理停留时间长的一个原因。上述不足仍有值得改进的地方。