化工废水处理难度较高，水质成分复杂，污染物种类多，含量高。生物难降解物质多，有害有毒污染物比较常见，可生化性差。所以化工废水对技术和工艺设计要求高，需要根据水质条件来针对性的设计工艺。
化工废水处理技术
1)物理处理法是对废水中的溶解性小物体和悬浮污染物进行回收和分离。由于其物理性质不同，可分为重力分离法、筛滤法和离心法等。物理处理法成本低，但经过处理后废水中污染物含量还是相对较高。
2)化学处理法是通过氧化还原反应或中和有毒有害物质将其分解成无毒、无害的物质。例如，通过添加化学物质来产生化学反应(常见的中和反应、氧化还原反应和混凝反应)。在化工废水处理过程中采用化学实验的方法，所使用的设备都具备配套的水池、灌、塔和一些辅助设备。化学处理法具有低投资、低成本、操作简单的优点，一个成熟的技术优势，能承受量大、含量高的负荷冲击，可适用于各种化工废水处理，但化工原料需要不断的消耗和产生污泥、排出水回用是困难的，并且占地面积较大。
3)物理化学法是以传质作用来处理废水时，不单单涉及到化学作用，而且还具有相关的物理作用，故称为物理化学法。它是一种将物理作用与化学作用相结合的理化处理方法来净化废水。这些方法主要包括萃取、汽提、剥离、吸附、电渗析、离子交换和反渗透等等。使用该方法前，先应该对废水进行预处理，去除废水中的油、悬浮物和有害气体等，必要时还需要调整pH值。
一级处理
一级处理的主要目的是将废水中的呈悬浮状态的污染物质除去，并且调节废水的酸碱度等处理工艺负荷的处理方法。使用的方法主要有自然沉淀、栅网过滤、上浮、隔油等。经过一级处理之后的污水，通常情况下还不能够达到排放标准。所以一般还要进行后续的二级处理和三级处理。
筛滤法
筛滤法是去除废水中悬浮污染物的方法。使用此方法时经常会用到格栅和筛网等设备。格栅的作用是截留污水中大于栅条间隙的漂浮物，一般情况下会将其放置在污水处理场处，目的是避免管道和一些设备的堵塞。在使用格栅清渣的过程中既可以使用机械方法也可以使用人工方法，必要的时候还会将残渣磨碎，再将其投入到格栅下沉淀法
沉淀法的核心机理是重力沉降，利用重力沉降可以分离废水中呈悬浮状态污染物质。沉淀法所用的主要设备有沉砂池和沉淀池，它们的作用是去除污水中大部分可沉降的悬浮固体以提高后续的处理效果。
二级处理
二次处理主要是进一步处理废水，去除废水中的大量有害污染物。废水经沉淀、过滤或漂浮处理的早期处理后，悬浮物经一级处理后去除，但对于那些目前存在于废水中以胶水体位或溶解态氧化物或有机污染物不能有效去除。因此，废水可达到国家排放标准，不能自接排放。此时，需要进行二次处理。二次处理的主要方法如下所示。
活性污泥法
在废水的化学处理中，活性污泥法是一种重要的处理方法。主要操作过程是以废水中的有机污染物为基础。在连续供氧的特殊条件下，将各种微生物混合并连续培养形成活性污泥。废水中的微生物群落通过吸附、冷凝、分解、沉淀、氧化和活性污泥的形成，去除废水中有毒有害的有机污染物，从而进一步净化污水。活性污泥法成立至今已有90年的历史，技术水平相当成熟。目前，活性污泥法已成为处理工业废水和城市污水有效、有效的生物处理方法。
生物膜法
生物膜法，主要的操作方法是将废水在固定的表中进行载体生物膜的生长，然后通过生物氧化和物质交换相结合的方法，使废水中的有机污染物降解。该方法在污水处理设备中的应用主要包括旋转生物接触器、生物滤池和生物接触氧化池，并逐步发展成为悬浮填料流化床，广泛应用于生物接触氧化池中。
三级处理
三级污水处理又称深度处理或污水处理。在初的两级处理之后，仍然存在一些污染物，包括一些可溶的无机物质和可以轻易处理掉的小物质。三级处理与深度处理相似，但也有重要区别。三级处理是经过二次处理后废水中的一些特殊污染物，并建立了辅助处理装置。然而，深度处理主要是基于废水回收和再利用。值得注意的是，三级加工阶段投资相对较大，管理过程繁琐复杂，但能充分利用水资源。使资源得以重复利用。