1、隔油
石油化工废水中含有较多的浮油，会吸附在活性污泥颗粒或生物膜的表面，使好氧生物难以获得氧气而影响活性，对生物处理带来不利影响。一般采用隔油池去除，隔油池同时兼作初沉池，去除粗颗粒等可沉淀物质，减轻后续处理絮凝剂的用量。经过研究对比，认为斜板隔油池比普通平流隔油池去除效果好。对含油废水处理工艺进行改造，将平流隔油贮水池的前部1/4改建为预曝气斜管隔油池，拆除原斜板隔油池，经改造后的隔油池处理，废水含油量从200～350mg/I降至1O～15mg/L。
2、气浮
气浮是利用高度分散的微小气泡作为载体粘附废水中的悬浮物，使其随气泡浮升到水面而加以分离，分离的对象为石化油以及疏水性细微固体悬浮物。在石油化工废水处理中，气浮常放隔油、絮凝之后，有广泛的应用。
将涡凹气浮(CAF)系统置于隔油池后处理石化含油废水，进水含油约200mg/L，出水含油低于10rag/I，去除率达95%；若原水未经隔油处理，COD和油的去除率显得不稳定。用CAF处理石化废水，系统运行良好，能有效去除悬浮物、乳化油和COD等污染物，尤其能有效去除硫化物，解决了传统工艺的难题。用旋切气浮(MAF)处理炼油废水，油的平均去除率为81.4，ss的平均去除率为69.2。在实验研究的基础上，结合单级气浮技术和多级板式塔理论，开发出两级气浮塔处理含油废水的新工艺，实现了塔釜一次曝气、多级气浮的分离，并研究了气浮塔板的流体力学性能、布气性能及操作条件对废水处理效率的影响。
3、吸附
吸附是利用固体物质的多孔性，使废水中的污染物附着在其表面而去除的方法。常用吸附剂为活性炭，可有效去除废水色度、臭味和COD等，但处理成本较高，且容易造成二次污染。在石油化工废水处理中，吸附常与臭氧氧化或絮凝联用。
进行的活性炭吸附处理回用污水的实验表明，活性炭吸附对COD、总固体的去除有一定效果，COD的去除率可达56．3，但对电导率、cl和总硬度的去除作用不大。
4、膜分离
膜分离主要包括反渗透、纳滤、超滤和微滤，能有效脱除废水的色度、臭味，去除多种离子、有机物和微生物，出水水质稳定可靠，且占地面积小，运行操作完全自动化，被称为“21世纪的水处理技术”，但是需要投资大，污水处理量小。
采用以超滤膜加反渗透膜的双膜法进行石油化工废水再生利用的中试研究，系统运行稳定，处理效果好，超滤系统产水率为90%，出水SDI低于3，油类低于1mg/I，但对电导率的去除作用不明显；反渗透产水率大于75，脱盐率大于99%，出水水质满足石油化工生产要求。
