1、絮凝：絮凝法是向废水中加入一定的物质，通过物理或化学的作用，使废水中不易沉降和过滤的悬浮物等集结成较大颗粒而分离的方法。石油化工废水处理中，絮凝通常与气浮或沉淀联用，用于生化处理的预处理或深度处理。试验表明，采用复合絮凝剂的处理效果优于只使用单一絮凝剂。

    2、高级氧化：臭氧氧化法不产生污泥和二次污染，臭氧发生器简单紧凑占地少，容易实现自动化控制;但不适合处理大流量废水，设备费用及处理成本较高。在石油化工废水处理中，常用于生化处理的预处理和深度处理。废水经臭氧氧化后，小部分有机物被彻底氧化为水和二氧化碳，大部分转化为臭氧化中间产物，使原来难生物降解的有机物变得可生物降解。光氧化是当水样中存在氧化剂或半导体粉末催化剂，经过一定强度的光照射，能产生多种形式的活性氧和自由基，使水中的有机物氧化分解，具有高效、反应迅速和降解彻底等优点，分为光化学氧化和光催化氧化，常用方法有H2/UV、O3/UV和TiO2/UV等。

    3、其他化学处理方法：化学方法是利用化学反应的作用以去除水中的有机物、无机物杂质，主要有化学混凝法、化学氧化法、电化学氧化法等。化学混凝法作用对象主要是水中微小悬浮物和胶体物质，通过投加化学药剂产生的凝聚和絮凝作用，使胶体脱稳形成沉淀而去除。混凝法不但可以去除废水中的粒径为10-3～10-6mm的细小悬浮颗粒，而且还能去除色度，微生物以及有机物等。该方法受pH值、水温、水质、水量等变化影响大，对某些可溶性好的有机、无机物质去除率低;化学氧化法通常是以氧化剂对化工废水中的有机污染物进行氧化去除的方法。新型水处理材料吸附法是一种工艺简单的水处理技术，活性炭是一种非选择性的常用的水处理吸附材料。但是由于活性炭再生性能差，水处理费用高，因而难以广泛使用。