化學處理工藝:化學處理工藝常見的主要包括廢水電解處理法、臭氧處理法、氧化處理法。化學處理工藝基本原理是利用氧化反應、中和等化學過程，將石油化工工業廢水中的有害物質轉化為無害物質，或將其轉變為固體物質，再通過過濾等方法進行處理。化學處理工藝不僅能夠實現對石油化工工業廢水進行處理，還可以實現廢水回收利用，例如可以對煉油過程中產生的含硫含氨冷凝水進行處理，經汽提脫H2S氨的凈化水進行回收利用，作為電脫鹽的注水，另外一些廢水在經過隔油處理、過濾沉淀后也可以再進行循環使用。
化學處理工藝操作中要特別注意對廢水進行分級處理，并根據廢水性質進行多級化學反應工藝，目的是為了盡可能通過化學反應將廢水中可利用物質置換出來，實現廢物利用。就當前化學處理工藝在石油化工工業廢水處理中的應用情況來看，其處理效果較為顯著，且使用較為廣泛，但在處理過程中化學工藝也有一定局限。例如若化學處理過程中出現反應*，或者是反應過后產生二次污染等。
生物處理工藝:大致上來說石油化工工業廢水生物處理工藝可分為3種，分別為好氧生物處理工藝、厭氧生物處理工藝和綜合處理工藝。①好氧生物處理工藝：這是廢水生物處理工藝中使用多，且為天然的處理工藝，原理是借助微生物有氧呼吸過程，將廢水中有機物進行降解，從而減少廢水中有害有機物。利用好氧生物處理工藝可以制得膜生物反應器，而借助膜生物反應器則可以顯著提高除油污比率;②厭氧生物處理工藝：現階段厭氧生物處理工藝技術在石油化工工業廢水處理上應用技術較為成熟，利用厭氧生物可以將廢水中大分子有機物分解成為低分子化合物，顯著改善水質。③綜合處理工藝：由于石油化工廢水成分含量相對復雜，單純采用一種生物處理工藝難以取得顯著處理效果，因此可以采用好氧生物處理工藝和厭氧生物處理工藝相結合的方式進行廢水處理，綜合處理工藝可以實現1+1>2的處理效果。
