化工廢水處理一般是采用化學、物理、生物等手段對廢水進行一系列的操作，使水中污染物降至周圍環境可接受的水平。

在生活中，大家所能見到的廢水一般來源于周圍受污染的河涌、水溝等，黑臭或是五顏六色散發著各種味道的水體，實際上，水體發黑發臭這也是一種水體的自凈過程，只是它的自凈速度相對更加緩慢，化工廢水出來中的生化厭氧法便是模擬了這種過程，投加更多的菌種，提供給微生物更好運行環境，使凈化速度加快。但是，微生物的生長環境也是很苛刻的，和人一般，需要良好的溫度，充足的營養物質等才能更好地去繁殖。因此，生物法雖為化工廢水處理的主流工藝，也是需要配合奇它的化工廢水處理工藝來進行預處理或后續加強處理。

預處理與深度處理通常采用物理法、化學法或聯合工藝。如黑臭的河涌一般是由于底部淤泥沉積，若直接進行生化處理，過高的固定懸浮物使廢水難以和菌種有效接觸，取不到理想的效果，因此需在生化前利用沉淀或混凝沉淀的方式對淤泥與水進行分離。深度處理一般則是根據處理標準的需要，對較難達到的指標特定處理，如對難降解的有機物進行氧化，折點加氯去除氨氮、石灰鈣鹽脫磷等。

化工廢水是否轉化成清水，還需要根據污染物指標來判斷，像一些化工廢水觀感澄清，也有可能存在上萬的COD，相比生活廢水濃度高出幾十甚至上百倍。

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