石油化工(包括炼油)废水的治理技术主要有三个方面：强化预处理、改善二级处理、配套后处理。
按照照护原则，所有处理方法可分为物理法、化学法和生物法三种。
物理化学处理方法是通过物理作用来分离、回收废水中不溶性呈悬浮状态的污染物(包括油膜、油珠)，常用的方法有重力分离、离心分离、过滤等方法。
1、隔离池。
隔离池是石油化工废水处理工艺中常用的处理设备。去除悬浮物的特性是根据沸水中悬浮物与水的相对密度不同的。
此方法可将颗粒较大的水滴或油滴去除，作为初级处理，成本低，效率一般。
国产隔油池以平流隔油池和斜板隔油池为主。
2、气浮
气浮：用高分散度的微子浮作载体，将微子浮在水中，使微子浮出水面，用乳化油和疏子浮在水中的微子浮。
投加剂：将化学药剂投加到废水中，选择性地把亲鱼污染物转变为疏鱼，然后用气浮的方法除去。
常见的气浮设备有：加压溶气浮﹑叶轮气浮﹑曝气浮﹑射流气浮和电解气浮。
气浮优势：处理效率高，产生的污泥比较干燥，表面刮泥方便，增加曝气有利于后续生化处理。
气浮缺点：耗电大，设备维护管理工作量大，容易堵塞，浮渣怕风雨侵袭。
3、过滤
普通炼油厂对生物脱附后水中的残胶体、悬浮物进行深度处理时，可以考虑采用预处理工艺，如活性炭预处理、臭氧预处理等。
油品及悬浮物去除率为60%——70%。添加助滤剂后，可使脱除率达到90%以上。
渗滤液过滤。
去除粗大悬浮物的筛网。通常使用的设备如打捞机，筛网等。
微孔过滤，粒径较细的颗粒除外。
采用特殊半透膜作为过滤介质的设备，如反渗透、超滤、纳滤和电渗析。
粒状物质过滤
通过过滤颗粒之间存在的孔隙，可以将水从悬浮物中分离出来。经常用于使水处理后的浊度达到用水要求。
4、可以用吹脱汽的方法。
将废气排放到废水中，使两相充分接触，废水中溶解气体和易挥发溶质就会在气-液之间传递到气-液之间，从而去除污染物。
酚类物质也可以用这种方法去除，但其效率低于硫和氮。
5、超滤法
超过滤是利用超滤膜将细小油珠切断，实现油水分离。
活性剂与吸附在油珠表面的活性剂分子相互聚合形成的胶束可以被超滤膜截除。超滤膜对含油污水的处理不仅可以去除油，而且还可以去除COD。
超滤处理含油废水的最大优点是：处理过程中无药剂投加，操作简单，处理出水一般可达到工艺回用水的要求。
但是由于膜的透水性较低，处理成本较高。经浓缩的残渣(通常约为处理水的5%)需要进一步处理。