针对化工废水结构复杂、副产物多、有毒有害等特征，发展了各种不同的废水处理方法。按其工作原理，通常分为三大类：物理处理法、化学处理法和生物处理法。物理处理法就是通过物理作用，以分离、回收、废水中不溶解的成悬浮状态污染物质（包括油膜和油珠）的废水处理法。常用的物理法包括过滤法、斜管沉淀法和气浮法等。化工废水中若含有大量悬浮物时，对于粗大悬浮物可用格栅、滤网等设施去除；而对于细小的可沉悬浮物，可考虑用沉砂池和沉淀池去除。用物理法去除悬浮物一方面减少了污染物，另一方面保护了后续的处理设施。化学方法是利用化学反应的作用去除水中的有机物、无机物杂质。常用的化学反应有氧化还原、中和、化学沉淀、电解等。生物处理法是利用微生物的新陈代谢作用降解转化有机物的过程来降解废水中污染物的方法。其主要优点是处理效率高、成本低，出水水质一般可达到排放标准。基本生物法有活性污泥法、生物膜法、厌氧生物技术、生物稳定法等。