石化廢水是目前汙染較嚴重的工業廢水之一，其廢水種類繁多，成分複雜，毒性大，濃度高，因其生產規模較大型化，生產過程中需要添加各種添加劑、溶劑和助劑，再進行各種反應，因此汙水量很大，成分相當複雜。石化汙水中含有的有機物主要是烴類及其衍生物，一些石化裝置排放的高濃度廢液經焚燒或其他適當方法處理後，COD仍然很高。由於石化生產中的許多反應都是在催化劑的作用下完成的，一個大型石化工廠可以使用幾十種催化劑，因此汙水往往含有重金屬。

石化廢水中含有大量有毒有害物質，特別是部分成分能與土壤中的磷氮緊密結合，導致土壤中磷氮含量嚴重不足，對植物正常生長產生嚴重不利影響。它還含有大量的重金屬元素，如砷、鉻、鎳、鈹等，一旦隨水進入人體，將大大提高癌症的發病率，對人們的健康產生非常嚴重的影響。未經處理的石化廢水排到河裡，會大大降低水中的含氧量，對水中動植物的生長髮育產生不利影響。而且，當水中的微生物降解廢水中的有機物時，會消耗大量在水中溶解的氧氣，從而破壞水中溶解氧的平衡，不利於動植物的長遠發展。

目前大陸外學者對高濃度、難降解的石化廢水處理進行了大量研究。其中，生物處理因其處理效果好、成本低的優點，越來越受到研究者的青睞。各工藝的研究現狀總結如下：

厭氧生物處理是一種常用的高濃度有機廢水處理方法，具有能耗低、負荷高、沼氣能再生等優點。好氧生物處理是目前普遍採用的生物處理方法，由於其處理成本低、操作簡單，在大多數工業廢水處理中得到了廣泛的應用。石化廢水本身的特點決定了在實際工程中很難達到良好的處理效果，因此研究人員經常結合各種處理工藝，採用組合形式來處理高濃度的石化廢水。