化工废水中成份多样，不同化工废水所含的污染物种类不尽相同，化工废水的处理需要多种工艺结合才能达到处理效果，现有处理方案按照原理可以分为以下几类，物理方法、化学方法以及生物处理法等，化工废水经过多环节处置后将含有的有毒有害物质分离，或转化成稳定无害的物质的处理过程即为无害化处理。
根据废水处理程度，水处理工艺流程可分为前期预处理工程、生化处理工程和深度处理工程。
1)前期预处理工程的主要目的是悬浮物截流、调节水量、调节PH值等，通常采用物理化学法处理，其设施有主要有废水调节池、格栅等。
2)生化处理工程为废水处理的主体工程，根据水质情况选取的处理工艺亦不同，主要方法包括传统活性污泥法、氧化沟法、AB法、A/O法、A2/0法、SBR法等。
3)深度处理工程作为初步处理及中度生化处理后的深度处理措施，出水达到规定要求后排放，可利用活性炭吸附装置、膜分离法、高级氧化法、光化学催化氧化法、电化学氧化法、超声辐射降解法、辐射法等方法处理，以保证出水水质稳定达标。
实际应用上，这三个阶段整体统一、相对独立，在某些场合下也会出现交叉的现象。另一方面，由于生化处理阶段的综合处理成本明显低于深度处理阶段，同时深度处理阶段的处理效果易受水质因素干扰，故一般要求生化处理阶段尽可能地去除污染物质。