化工廢水是難處理的工業廢水之一，而成分復雜、可生化性差、濃度高等特點已經是成為化工廢水的三座“大山”。由于化工產品的種類很多，生產的工藝也有不同，因此它們排放出的化工廢水成分、水量以及水質等情況不同，處理的方式也會有所不同。

常見的化工廢水分類有石油化工、合成化工、煤化工、醫藥化工等等。

石油化工廢水指的是由石油化工廠排放的廢水。其廢水的水量大，除生產廢水外，還有冷卻水及其他用水；廢水的組分復雜，因石油化工產品繁多，反應過程和單元操作復雜，廢水性質復雜多變；廢水中有機物特別是烴類及其衍生物含量高，并含有多種重金屬。石油化工廢水來源眾多，組分各異，與生產流程密切相關，因此廢水的水質水量很難確定。

因此廢水處理工藝除了常用的隔油、氣浮和生化處理以外，現在還根據實際情況結合厭氧生物處理、高級氧化法、膜處理技術等工藝，將其穩定達標排放。

煤化工廢水主要包括各工段工藝生產廢水、化學水站排水、循環水站排污水等，廢水當中的主要包含COD、氨氮、酚類、硫化物、氰化物等。也因為煤化工廢水的成分較為復雜，所以結合預處理工藝，比如：除油、脫酚、去除有害物質和有毒物質等，后續再通過生化處理和深度處理工藝，做到煤化工廢水達標排放。

煤化工廢水主要分為兩類：一是有機廢水，其特點是含鹽量低，高濃度有機物含量高;二是含鹽廢水，其特點是含鹽量高，鹽離子成分復雜。其中，含鹽廢水又包括低鹽廢水、濃鹽廢水和高濃鹽廢水。目前，不少煤化工項目都計劃實施廢水“零排放”方案，但也存在著很多問題和技術難點。