石油化工废水是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废水。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废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。经三级处理过的废水，可以满足较高的环境卫生标准要求，或回用于生产。

传统的炼油废水是所谓的老三段，即隔油、浮选及生化。但是，终端的出水COD不能保证稳定达标，因为废水中有机物含有大量的碳氢化合物及烃类物质，生化是不如生活污水，所以必要时可在终端加电催化氧化把关。曾做过湖南岳阳长岭炼油厂24000吨/天的工程。