化工廠的水重復利用率低，而且用水量比較大，新鮮水用量一般為幾百萬立方米，同時外排污水幾百萬立方米，不僅造成大量水資源浪費以及環境污染，而且水資源的短缺已經對工業用水大戶的生產造成威脅。為保持企業為保持企業的可持續發展及減少水資源的浪費，降低生產成本，提高企業經濟效益和社會效益。需對化工廢水進行深度處理（三級處理），作為循環水的補水或動力脫鹽水的補水，實現污水回用。
(一)物理處理法
所謂物理處理法就是對廢水中的溶解性小物體和懸浮污染物進行回收和分離。由于其物理性質不同，可分為重力分離法、篩濾法和離心法等。物理處理法成本低，但經過處理后廢水中污染物含量還是相對較高。
(二)化學處理法
化學處理法是通過氧化還原反應或中和有毒有害物質將其分解成無毒、無害的物質。例如，通過添加化學物質來產生化學反應(常見的中和反應、氧化還原反應和混凝反應)。在化工廢水處理過程中采用化學實驗的方法，所使用的設備都具備配套的水池、灌、塔和一些輔助設備。化學處理法具有低投資、低成本、操作簡單的優點，一個成熟的技術優勢，能承受量大、含量高的負荷沖擊，可適用于各種化工廢水處理，但化工原料需要不斷的消耗和產生污泥、排出水回用是困難的，并且占地面積較大。
(三)物理化學法
以傳質作用來處理廢水時，不單單涉及到化學作用，而且還具有相關的物理作用，故稱為物理化學法。它是一種將物理作用與化學作用相結合的污水理化處理方法來凈化廢水。這些方法主要包括萃取、汽提、剝離、吸附、電滲析、離子交換和反滲透等等。使用該方法前，先應該對廢水進行預處理，去除廢水中的油、懸浮物和有害氣體等，必要時還需要調整pH值。
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