石油化工(包括煉油)廢水的治理技術主要有三個方面：強化預處理、改善二級處理、配套后處理。
按照照護原則，所有處理方法可分為物理法、化學法和生物法三種。
物理化學處理方法是通過物理作用來分離、回收廢水中不溶性呈懸浮狀態的污染物(包括油膜、油珠)，常用的方法有重力分離、離心分離、過濾等方法。
1、隔離池。
隔離池是石油化工廢水處理工藝中常用的處理設備。去除懸浮物的特性是根據沸水中懸浮物與水的相對密度不同的。
此方法可將顆粒較大的水滴或油滴去除，作為初級處理，成本低，效率一般。
國產隔油池以平流隔油池和斜板隔油池為主。
2、氣浮
氣浮：用高分散度的微子浮作載體，將微子浮在水中，使微子浮出水面，用乳化油和疏子浮在水中的微子浮。
投加劑：將化學藥劑投加到廢水中，選擇性地把親魚污染物轉變為疏魚，然后用氣浮的方法除去。
常見的氣浮設備有：加壓溶氣浮﹑葉輪氣浮﹑曝氣浮﹑射流氣浮和電解氣浮。
氣浮優勢：處理效率高，產生的污泥比較干燥，表面刮泥方便，增加曝氣有利于后續生化處理。
氣浮缺點：耗電大，設備維護管理工作量大，容易堵塞，浮渣怕風雨侵襲。
3、過濾
普通煉油廠對生物脫附后水中的殘膠體、懸浮物進行深度處理時，可以考慮采用預處理工藝，如活性炭預處理、臭氧預處理等。
油品及懸浮物去除率為60%——70%。添加助濾劑后，可使脫除率達到90%以上。
滲濾液過濾。
去除粗大懸浮物的篩網。通常使用的設備如打撈機，篩網等。
微孔過濾，粒徑較細的顆粒除外。
采用特殊半透膜作為過濾介質的設備，如反滲透、超濾、納濾和電滲析。
粒狀物質過濾
通過過濾顆粒之間存在的孔隙，可以將水從懸浮物中分離出來。經常用于使水處理后的濁度達到用水要求。
4、可以用吹脫汽的方法。
將廢氣排放到廢水中，使兩相充分接觸，廢水中溶解氣體和易揮發溶質就會在氣-液之間傳遞到氣-液之間，從而去除污染物。
酚類物質也可以用這種方法去除，但其效率低于硫和氮。
5、超濾法
超過濾是利用超濾膜將細小油珠切斷，實現油水分離。
活性劑與吸附在油珠表面的活性劑分子相互聚合形成的膠束可以被超濾膜截除。超濾膜對含油污水的處理不僅可以去除油，而且還可以去除COD。
超濾處理含油廢水的最大優點是：處理過程中無藥劑投加，操作簡單，處理出水一般可達到工藝回用水的要求。
但是由于膜的透水性較低，處理成本較高。經濃縮的殘渣(通常約為處理水的5%)需要進一步處理。