化工廢水處理是一個復雜而關鍵的過程，通常包含以下關鍵步驟：

一、預處理階段

預處理階段的主要目的是去除廢水中的大顆粒物質、懸浮物以及部分有機物，為后續處理創造有利條件。

1、格柵過濾：使用格柵或濾網截留廢水中的大塊懸浮物、漂浮物等，防止其進入后續處理單元造成堵塞。

2、調節水質：對廢水的pH值、溫度、水量等進行調節，使其滿足后續處理工藝的要求。

3、混凝沉淀：通過添加混凝劑（如鐵鹽、鋁鹽等），使廢水中的微小顆粒聚集成較大的絮狀物，并通過重力作用沉降到底部，實現固液分離。

4、氣浮處理：利用微小氣泡粘附廢水中的懸浮物或油類，使其上浮至水面形成泡沫，然后用刮渣設備刮除泡沫，實現固液分離。氣浮法特別適用于處理高濁度、高色度廢水。

5、微電解處理：利用鐵和碳之間的電極電位差形成微電池系統，對廢水進行電解處理，以降解有機物并提高廢水的可生化性。

二、生化處理階段

生化處理階段是利用微生物的代謝作用去除廢水中的有機物、氮、磷等污染物。

1、厭氧生物處理：在高有機濃度下運行，通過厭氧菌和兼性菌的代謝作用將有機物轉化為甲烷和二氧化碳。厭氧生物處理過程包括水解、酸化、產乙酸和產甲烷四個階段。

2、好氧生物處理：利用好氧微生物在有氧條件下去除水中的有機污染物。常見的好氧生物處理方法包括活性污泥法、生物膜法、生物轉盤法等。

.活性污泥法：通過連續充入氧氣，將各種微生物混合并形成活性污泥，利用活性污泥中的微生物分解有機物。

.生物膜法：在充分供氧條件下，利用附著在固體介質（如濾料、載體）上的生物膜降解和凈化廢水。生物膜由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物以及藻類等組成的生態系統構成。

.生物轉盤法：廢水流過裝有生物膜的轉盤，利用生物膜上的微生物進行生物降解。

三、深度處理階段

深度處理階段是為了滿足更高標準的排放要求，對預處理和生化處理后的廢水進行進一步處理。

1、混凝沉淀或過濾：再次使用混凝劑使廢水中的微小顆粒聚集成絮狀物并沉降，或通過過濾設備去除懸浮物。

2、高級氧化技術：如Fenton試劑氧化法、臭氧氧化法等，利用強氧化劑將有機物分子轉化為無機物，實現廢水的深度凈化。

3、膜技術：如反滲透（RO）、納濾（NF）等，用于去除廢水中的溶解性有機物、鹽分、重金屬離子等。

4、吸附技術：使用活性炭或其他吸附劑去除廢水中的微量污染物，如有機物、重金屬離子等。

四、消毒與排放

經過深度處理后，廢水中的污染物濃度已大幅降低，但仍需進行消毒處理以殺滅水中的病原微生物。消毒方法包括氯消毒、臭氧消毒、紫外線消毒等。消毒后的廢水達到排放標準后，即可安全排放至環境水體中。

綜上所述，化工廢水處理的關鍵步驟包括預處理、生化處理、深度處理以及消毒與排放。這些步驟相互銜接、相互配合，共同構成了一個完整的廢水處理系統。