煤化工废水成分复杂，含有大量的酚类、多环芳烃、氨氮、氰化物等有毒有害物质，其处理工艺流程需要多环节协同配合，以实现达标排放或回用。

首先是预处理阶段。煤化工废水先经过格栅，去除其中的大颗粒悬浮物和杂物，防止其对后续处理设备造成堵塞。然后进入调节池，调节池的作用是均衡水质水量，使废水能够稳定地流入后续处理单元。在调节池中，可通过搅拌等方式防止悬浮物沉淀，并对废水的酸碱度进行初步调节。之后，废水进入气浮装置，通过向水中注入微小气泡，使废水中的悬浮油滴、胶体颗粒等附着在气泡上，上浮到水面形成浮渣而被去除，有效降低了废水中的有机物和悬浮物含量。

生物处理是煤化工废水处理的关键环节。经过预处理的废水进入生物处理单元，常用的生物处理工艺有活性污泥法及其改良工艺。在曝气池中，微生物在有氧条件下分解废水中的有机污染物，将其转化为二氧化碳、水和微生物细胞物质。其中，对于酚类等难降解有机物，可通过驯化特定的微生物菌群来提高降解效率。生物处理后，废水中的大部分有机污染物得到去除，但氨氮含量仍可能较高，因此需要进行脱氮处理，可采用硝化 - 反硝化工艺，将氨氮逐步转化为氮气排出。

深度处理是确保废水达标排放或回用的最后保障。深度处理工艺包括混凝沉淀、过滤、高级氧化等。混凝沉淀通过投加混凝剂，使废水中残留的细小悬浮物和胶体物质聚集成较大颗粒沉淀下来。过滤则进一步去除水中的微小颗粒，常用的过滤设备有砂滤池、活性炭滤池等。高级氧化工艺如臭氧氧化、芬顿氧化等，能够氧化分解废水中难以生物降解的有机物，提高废水的可生化性和水质指标，使处理后的废水达到排放标准或满足回用要求，可回用于煤化工生产中的冷却、冲洗等环节，实现水资源的循环利用，降低对环境的影响并节约水资源。