當前，石油化工(包括煉油)廢水治理技術概括以下三點：加強預處理，提高二級處理，配套后處理。
照處理原理，可將所有處理方法歸分為物理處理、化學處理與生化處理三類。
一、物理法
物理處理法通過物理作用，以分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態污染物質(包括油膜和油珠)，常用的有重力分離法、離心分離法、過濾法等。
1、隔油池
隔油池是石化廢水處理工藝中常見的一種處理裝置。依據沸水中懸浮物與水的相對密度不同這一特點除去懸浮物。
此法只能除去顆粒較大的水滴或油滴，作為初級處理，成本低但效率一般。
國內應用較多的隔油池是平流隔油池和斜板隔油池。
2、氣浮法
氣浮法：利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附廢水中的懸浮物,使其隨氣泡升到水面而去除.其處理對象是乳化油以及疏水性細微固體懸浮物。
藥劑浮選法：在廢水中投加化學藥劑,選擇性將親水性污染物變為疏水性,然后氣浮去除.兩者統稱氣浮法。
常用氣浮設備：加壓溶氣氣浮﹑葉輪氣浮﹑曝氣氣浮﹑射流氣浮和電解氣浮。
氣浮法優點：處理效率高,生產的污泥比較干燥,表面刮泥方便,曝氣增加溶解氧有利后續生化處理。
氣浮法缺點：耗電量大,設備維修管理工作量大,易堵塞,浮渣怕較大風雨襲擊。
3、過濾
一般煉油廠將過濾作為去除生物二級處理出水中的殘留膠體和懸浮物的手段，放在生化處理之后，可看成深度處理技術，可作為活性炭或臭氧等深度處理技術的預處理。
油和懸浮物的去除率可達60%~70%。投加助濾劑后，去除率可提高到90%以上。
多孔材料過濾
除去較粗大懸浮物的格篩。典型設備如格柵、篩網和撈毛機等。
除粒徑細微顆粒的微孔濾材。
反滲透、超濾、納濾和電滲析等以特別的半透膜為過濾介質的設備。
顆粒材料過濾
利用濾料顆粒之間存在的孔隙使水穿過而懸浮物被截留。常用來使處理后水的渾濁度滿足用水要求。
4、吹脫汽提法
通過向廢水中通入載氣，使兩相充分接觸，廢水中溶解氣體和易揮發的溶質在氣液間傳質進入氣相，從而脫除污染物質。
石化廢水中需要進行吹脫和氣提處理的兩個主要污染物是H2S和氨，它們主要來源于脫硫、脫氮和加氫處理過程中被破壞的有機氮和有機硫組分。
苯酚也可以通過此方法脫除，但是效率低于硫和氮。
5、超濾法
超濾是利用超濾膜(孔徑約0.01~0.1μm)截留微小油珠，從而達到油水分離目的的方法。
吸附在油珠表面的活性劑或活性劑分子相互聚結成的膠束能被超濾膜截留。因此，超濾膜處理含油污水，不但能去除油，同時也能去除COD。
超濾法處理含油廢水的最大優點是：處理過程中不投加任何藥劑，操作簡單，處理出水一般可達到工藝回用水要求。
但因膜透水率較低，故處理成本較高。濃縮后的殘液(一般為處理水的5%左右)需進一步處置。
二、化學法
化學法向污水中投加某種化學物質，利用化學反應來分離、回收污水中的污染物質，常用的有化學沉淀法、混凝法、中和法、氧化還原(包括電解)法等。
1、化學混凝法
化學混凝是用來去除水中無機物或有機膠體懸浮物的一種方法。它可除去固體懸浮物、膠體、可溶性重金屬鹽類、有機物、油類及顏色等。混凝處理受到廢水的pH、堿度、污染物的數量、粒子大小、溫度和攪拌等條件的影響。
為了更好地提高氣浮處理效果，在回流加壓溶氣氣浮工藝中向廢水中投入某種絮凝劑，使水中難沉淀的膠體狀懸浮顆粒或乳化污染物失穩，在互相碰撞的作用下，聚集、聚合或搭接形成較大的顆粒或絮狀物，從而使得污染物能夠更容易下沉或上浮而被去除。
2、電解法
其基本原理是在電流作用下，陽極表面產生具有強氧化性的羥基自由基，將難降解有機物氧化成CO2和H2O。該方法具有氧化能力強、操作簡便易于控制、無二次污染等有點，在現代工業廢水處理中越來越受到廣泛應用。
利用這種反應使污染成分生成不溶于水的沉淀物，或生成氣體從水中溢出，使廢水得到凈化。
3、中和法
用化學方法消除廢水中過量的酸或堿,使其pH值達到中性左右的過程稱為中和。處理含酸廢水以無機堿為中和劑,處理堿性廢水以無機酸作中和劑。
中和處理應考慮以"以廢治廢"原則，亦可采用藥劑中和處理、中和處理可以連續進行,也可以間歇進行。
中和的方法有酸堿廢水中和、酸性廢水的藥劑中和法、酸性廢水的過濾中和法等。
三、生物法
生物法通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶液、膠體以及微細懸浮狀態的有機性污染物質轉化為穩定、無害的物質，可分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法。
1、活性污泥法
活性污泥法是以活性污泥為主體的廢水生物處理的主要方法。這種技術將廢水與活性污泥(微生物)混合攪拌并曝氣，使廢水中的有機污染物分解，生物固體隨后從已處理廢水中分離，并可根據需要將部分回流到曝氣池中。
活性污泥法是由曝氣池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系統所組成。
活性污泥中的細菌是一個混合群體，常以菌膠團的形式存在，游離狀態的較少。
活性污泥在曝氣過程中，對有機物的降解(去除)過程可分為兩個階段，吸附階段和穩定階段。
2、缺氧-好氧生物處理法
缺氧-好氧生物處理工藝是將缺氧過程與好氧過程結合起來的一種廢水處理方法，它除了可去除廢水中的有機污染物外，還可同時去除氨和氮，因此得到了廣泛應用。
缺氧-好氧生物處理工藝：
好氧-缺氧工藝的特點：效率高;流程簡單，投資省，操作費用低;缺氧反硝化過程對污染物具有較高的降解效率;容積負荷高，有效地提高了硝化及反硝化的污泥濃度;缺氧/好氧工藝的耐負荷沖擊能力強。
3、IMBR-A/O法
IMBR-A/O工藝是將MBR與A/O工藝相結合的一種方法。
IMBR-A/O工藝流程為：原廢水首先經過柵網去除粗大顆粒狀懸浮物并靜沉，再由泵抽到原水槽，然后經斜板沉淀池到前置反硝化A段(厭氧槽)。
再溢流進入好氧反應器O段(好氧槽)，在出水泵的抽吸作用下得到膜過濾出水，好氧槽連續曝氣。
4、生物膜法
生物膜處理法是與活性污泥法并列的一種污水好氧生物處理技術。這種處理法的實質是使細菌和真菌類的微生物、原生動物和后生動物一類的微型動物附著在填料或某些載體上生長繁育，并在其上形成膜狀生物污泥———生物膜。
污水中的有機污染物作為營養物質，被生物膜上的微生物所攝取，污水得到凈化，微生物自身也得到增殖。
5、水解酸化-好氧生物處理工藝
水解是指有機物進入微生物細胞前、在胞外進行的生物化學反應。微生物通過釋放胞外自由酶或連接在細胞外壁上的固定酶來完成生物催化反應。
酸化是一類典型的發酵過程，微生物的代謝產物主要是各種有機酸。
水解和酸化是厭氧消化過程的兩個階段，但不同的工藝水解酸化的處理目的不同。
水解酸化-好氧生物處理工藝中的水解目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機物轉變為溶解性有機物，特別是工業廢水，主要將其中難生物降解的有機物轉變為易生物降解的有機物，提高廢水的可生化性，以利于后續的好氧處理。
