针对有机废水，目前主要采用“物化处理+生化处理+深度处理”3个环节进行处理。各环节常用的处理工艺如下所述。
1)物化处理段。物化处理段主要有隔油池、气浮池和混凝沉淀池，其中隔油池适用于去除煤气水中大部分油类，对于乳化物和皂化物，既不沉池底也不易上浮至表面，采用中间间断排放方式排出隔油池。气浮池主要用于去除密度较轻的油类物和悬浮物(SS)。混凝沉淀主要用于去除含量较多的SS和胶体。
2)生化处理段。生化处理段常用工艺主要有缺氧-好氧脱氮工艺(A/O)、厌氧-缺氧-好氧工艺(A/A/O)、序批式活性污泥法(SBR)、氧化沟工艺和生物移动床反应器(MBBR)。A/O和A/A/O工艺主要在厌氧(缺氧)、好氧交替运行条件下，实现对有机物及氮类化合物的去除。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
SBR工艺可在同一个反应器内实现缺氧、好氧交替运行，实现有机物及氮类化合物的去除。氧化沟工艺能在沟中的不同区域出现好氧和缺氧的环境，实现硝化和反硝化的目的。MBBR工艺具有生物滤池与流化床的多种优点，不存在生物滤池的填料堵塞、需反冲洗等问题，同时能耗也没有生物流化床高，其利用生物载体上的生物膜实现同步硝化反硝化，达到脱氮目的。
3)深度处理段。深度处理段常用工艺主要有臭氧氧化、化学氧化+曝气生物滤池(BAF)+活性炭吸附，其中臭氧氧化及化学氧化技术的主要功能是有机废水经过生化处理后，可生化性较差，设置高级氧化工艺提高废水的可生化性。BAF主要是为进一步去除废水中残留的COD和氨氮。最后设置活性炭吸附，主要功能是保证出水的稳定性和可靠性，防止出水水质波动对后续膜处理的冲击。