目前，国内外煤化工废水处理大多采用预处理、生化处理、深度处理三段处理工艺。
1预处理：预处理的主要目标是实现废水中的酚、氨类物质回收，降低含油量，提高废水的可生化性，以达到后续生化处理允许的进水水质指标。
1.1酚的回收：回收酚的方法有溶剂萃取法和蒸汽吹脱法。蒸汽吹脱法采用碱液吸收废水中直接蒸出的挥发酚，形成酚钠盐溶液，再经中和与精馏回收废水中的酚，蒸汽吹脱法具有工艺简单，经济实用的优点。溶剂萃取法利用酚在萃取溶剂与水中的分配系数的不同，实现酚的转移。通常采用分配系数高、与水不互溶、安全低毒的萃取溶剂。Chen研究了甲基异丁基酮+酚+水、甲基异丁基酮+对苯二酚+水2种液液三相平衡体系的脱酚效果，认为甲基异丁基酮萃取对苯酚的效率要高于甲基丁基酮。陈赟等提出了处理鲁奇加压气化工艺产生的煤气化废水的新流程，采用酸水汽提塔同时脱除煤气化废水中的氨气和酸性气体，可将煤气化废水pH值降低至7以下。与二异丙醚相比，萃取溶剂甲基异丁基甲酮对单元酚和多元酚萃取效果更好。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
1.2氨的回收：氨的回收主要采用水蒸汽汽提-蒸氨的方法，可按热源是否与氨水接触分为直接蒸氨和间接蒸氨法。基本工艺流程为采用磷酸铵溶液吸收经汽提而析出的可溶性氨气，得到富氨溶液经汽提器汽提，使磷酸铵溶液与氨气分离，达到磷酸铵溶液再生与氨气回收的目的。Li等采用膨胀颗粒污泥床反应器能显著提高出水水质，降低废水的COD含量，同时将污染物分解为小分子气体。孟祥清等在氨汽提段采用径向侧喷膜喷射塔板，侧线抽出14.3%以总进料量计)汽相氨，控制三级分凝过程的温度和压力条件，获得了高浓度的氨气产品。
1.3除油：不同的煤化工工艺废水中含有的浮油含量并不相同，煤焦化及液化废水中含油量较高，气化废水中含油量相对较低，主要是有机溶剂溶解的苯酚之类的芳香族化合物造成的。煤化工废水的含油量是影响生化处理效果的重要因素之一，生化处理时废水中含油量不宜超过100mg/L，预处理时需进行除油。常用的除油方法有隔油、气浮、电解、离心分离等。通过隔油池和气浮法组合，不仅可以回收浮油，还可以起到预曝气的作用。