石油化工污水处理是将用炼油生产的副产气体以及石脑油等轻油或重油为原料进行热裂解生产乙烯、丙烯、丁烯等化工原料，进一步反应合成各种有机化学产品，构成石油化工联合企业排出的污水进行处理。

合成橡胶及合成塑料、纤维、洗涤剂等产品以及苯、萘、甲醇、甘油、乙醛等化工原料生产过程中排出的污水中含有原料及产品、副产物，其有机物含量高并散发出有害气味，需要进行沉淀，生化处理或进行臭氧化处理，活性炭吸附处理等。

经三级处理过的污水，可以满足较高的环境卫生标准要求，或回用于生产。