按作用原理劃分
針對不同污染物質的特征，發展了各種不同的化工廢水處理方法，這些處理方法按其作用原理劃分為四大類：物理處理法、化學處理法、物理化學法和生物處理法。
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)的廢水處理法，根據物理作用的不同，又可分為重力分離法、離心分離法和篩濾截留法等。
與其他方法相比，物理法具有設備簡單、成本低、管理方便、效果穩定等優點，主要用于去除廢水中的漂浮物、懸浮固體、砂和油類等物質。
物理法包括過濾、重力分離、離心分離等。
化學處理法
通過化學反應和傳質作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態的污染物質或將其轉化為無害物質的廢水處理法。可用來除去廢水中的金屬離子、細小的膠體有機物、無機物、植物營養素(氮、磷)、乳化油、色度、臭味、酸、堿等。
化學法包括中和法、混凝法、氧化還原、電化學等方法。
(1)中和法
在化工、煉油企業中，對于低濃度的含酸、含堿廢水，在無回收及綜合利用價值時，往往采用中和的方法進行處理。中和法也常用于廢水的預處理，調整廢水的pH。
(2)混凝沉淀法
混凝法是在廢水中投入混凝劑，因混凝劑為電解質，在廢水中形成膠團，與廢水中的膠體物質發生電中和，形成絮體沉降。絮凝沉淀不但可以去除廢水中的粒徑為10-3~10-6的細小懸浮顆粒，而且還能夠去除色度、油份、微生物、氮磷等富營養物質、重金屬及有機物等。
(3)氧化還原法
廢水經過氧化還原處理，可使廢水中所含的有機物質和無機物質轉變為無毒或毒性不大的物質，從而達到廢水處理的目的。常用的氧化法有：空氣氧化法、氯氧化法、臭氧氧化法、濕式氧化法等。
(4)電解法
電解是利用直流電進行溶解氧化還原反應的過程。一般，按照污染物的凈化機理可以分為電解氧化法、電解還原法、電解凝聚法和電解浮上法。
物理化學法
利用物理化學作用去除廢水中的污染物質。廢水經物理方法處理后，仍會含有某些細小的懸浮物以及溶解的有機物，為了進一步去除殘存在水中的污染物，可進一步采用物理化學方法進行處理。
主要有吸附法、離子交換法、膜分離法、萃取法、汽提法和吹脫法等
生物化學處理法
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、無害的廢水處理方法。
生物處理過程的實質是一種由微生物參與進行的有機物分解過程，分解有機物的微生物主要是細菌，其它微生物如藻類和原生動物也參與該過程，但作用較小。
微電解處理法
微電解處理作為近年來新興起的處理工藝，已取得了廣泛的應用。現有工藝生產的微電解填料已克服了板結鈍化的弊端，填料可持續高效的運行。
特別針對有機物濃度大、高毒性、高色度、難生化廢水的處理，可大幅度地降低廢水的色度和COD，提高B/C比值即提高廢水的可生化性。可廣泛應用于：印染、化工、電鍍、制漿造紙、制藥、洗毛、農藥、醬菜、酒精等各類工業廢水的處理及處理水回用工程。
1.染料、印染廢水;焦化廢水;石油化工水;----上述廢水在脫色的同時，處理水中的B/C值顯著提高。
2.石油廢水;皮革廢水;造紙廢水、木材加工廢水;----上述廢 水處理 水后的BOD/COD值大幅度提高。
3.電鍍廢水;印刷廢水;采礦廢水;其他含有重金屬的廢水;----可以從上述廢水中去除重金屬。
4.有機磷農業廢水;有機氯農業廢水;----大大提高上述廢水的可生化性，且可除磷，除硫化物。
