化工废水中的污染物质是多种多样的，所以往往不可能用一种处理单元就能够把所有的污染物质去除干净。一般一种废水往往需要通过由几种方法和几个处理单元组成的处理系统处理后，才能够达到排放要求。
化学工业废水按成分可分为三大类：
第1类为含有机物的废水，主要来自基本有机原料、合成材料、农药、染料等行业排出的废水；
第二类为含无机物的废水，如无机盐、氮肥、磷肥、硫酸、硝酸及纯碱等行业排出的废水；
第三类为既含有有机物又含有无机物的废水，如氯碱、感光材料、涂料等行业。
化工废水都是在化工生产过程中产生的。不同行业、不同企业、不同原料、不同生产方式和不同类型的设备等都对废水的产生数量和污染物的种类及浓度有很大影响。
化学工业是一个多行业、多品种的工业部门，包括化学矿山、石油化学工业、酸碱工业、化肥工业、塑料工业、染料工业、洗涤剂工业等。化工废水是从每一种化工产品生产过程中排放出来的废水（包括工艺废水、冷却水、废气洗涤水、设备及场池冲洗水等）。
化工废水的特点有以下几方面：
1. 有毒性和刺激性
化工废水中含有许多污染物，有些是有毒或有剧毒的物质，如氰、酚、砷、汞、镉和铅等，有的物质不易分解，在生物体内长期积累会造成中毒，如有机氯化合物；有些据称是致癌物质，如多环芳烃化合物等；此外，还有一些有刺激性、腐蚀性的物质，如无机酸、碱类等；
2. 生化需氧量（BOD）和化学需氧量（COD）都较高
化工废水（特别是石油化工生产废水），含有各种有机酸、醇、醛、酮、醚和环氧化物等，其特点是生化需氧量和化学需氧量都较高。这种废水一经排入水体，就会在水中进一步氧化分解，从而消耗水中大量的溶解氧，直接威胁水生生物的生存；
3. pH不稳定
化工生产排放的废水，时而呈强酸性，时而呈强碱性，pH不稳定，对水生生物、构筑物和农作物都有极大危害；
4. 营养化物质较多
化工生产废水中有的含磷、氮量过高，造成水域富营养化，使水中藻类和微生物大量繁殖，严重时还会形成“赤潮”，造成鱼类大批死亡；
5. 废水温度较高
由于化学反应常在高温下进行，排出的废水水温较高。这种高温废水排入水域后，会造成水体的热污染，使水中溶解氧降低，从而破坏水生生物的生存条件。
6. 油污染较为普遍
石油化工废水中一般都含有油类，不仅危害水生生物的生存，而且增加了废水处理的复杂性；
7. 恢复比较困难
受化工有害物质污染的水域，即使减少或停止污染物排出，要恢复到水域原来状态，仍需要很长时间，特别是对于可以被生物所富集的重金属污染物，停止排放后仍很难消除污染状态。
无机化工废水包括从无机矿物制取酸、碱、盐类基本化工原料的工业，这类生产中主要是冷却用水，排出的废水中含酸、碱、大量的盐类和悬浮物，有时还含硫化物和有毒物质，它的危害“举足轻重”
有机化工废水则成分多样，包括合成橡胶、合成塑料、人造纤维、合成染料、油漆涂料、制药等过程中排放的废水，具有强烈耗氧的性质，毒性较强，且由于多数是人工会成的有机化合物，因此污染性很强，不易分解。
1、工业废水直接流入渠道，江河，湖泊污染地表水，如果毒性较大会导致水生动植物的死亡甚至绝迹；
2、工业废水还可能渗透到地下水，污染地下水；
3、如果周边居民采用被污染的地表水或地下水作为生活用水，会危害身体健康，重者死亡；
4、工业废水渗入土壤，造成土壤污染。影响植物和土壤中微生物的生长。
5、有些工业废水还带有难闻的恶臭，污染空气。
6、工业废水中的有毒有害物质会被动植物的摄食和吸收作用残留在体内，而后通过食物链到达人体内，对人体造成危害。
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