煤化工廢水成分復雜，因工藝不同水質也有較大差別，普遍含有大量的硫化物、氰化物、酚類、苯類、單環和多環芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環化合物等有害物質，而且具有很高的COD、色度、氨氮，且廢水生化性極差，是一種典型的含有難降解的有機化合物的工業廢水。
煤化工廢水因水質特點不同，設計廢水處理流程時應該結合主體生產裝置的操作特點及相關化學產品的加工工序，首先通過物理分離去油，再經過萃取脫酚、蒸氨等預處理來降低污染物的濃度，減小廢水對微生物的毒性。
同時，回收高含量、高附加值的物質。再通過多相催化氧化預處理工藝對所得的的廢水進行氧化還原，進一步提高可生化性，這樣做不僅會降低廢水的生化處理成本，還能提高污染物的脫除效果。
適宜的生化處理技術在有效脫除廢水中氮化物的同時，對氰化物、苯酚類及苯類物質也有較好的去除作用，可以達到國家規定的污水排放標準。
但對一些難降解的有機污染物，如喹啉類、吲哚類、吡啶類、咔唑類等物質則很難實現完全降解，導致煤化工裝置產生的污水經過生化反應后的COD難以達到一級排放標準。
因此，經過生化處理后的污水仍需進一步進行深度氧化處理，直至達到循環使用的品質然后送往用戶處，或達到排放標準后排入自然界中。
