由于化工廢水組成復雜，常含有毒性大且抑制生物降解的高濃度組分，預處理部分關系到后續廢水生化處理設施運行。化工污水具有COD高、氨氮高、生物難降解的特點，石油化工污水處理設備生化系統由水解池、A/O池、曝氣池和二沉池組成，以達到降COD、除氨氮的目的。

化工廢水進入污水廠區后，當來水水質超標時，啟動來水超標應急預案，來水進入事故緩沖池。來水水質正常時，經高位井和化工廢水分配井均量流入隔油沉淀池。

廢水在刮渣刮泥裝置的作用下，浮渣和化學污泥分別進入浮渣池和污泥濃縮池。隔油沉淀后的廢水自流入均質池，部分揮發性污染物在引風機的作用下，經煙囪高空排放，而污水在空氣攪拌、水力混合等作用下，進行水力調節和水質均化，緩解瞬間高濃度廢水對生化系統的沖擊，為生化處理單元輸送水質、水量相對穩定的化工廢水。

然后化工廢水流入沉砂池末端，經污水管進入水解池，借助水流升力使水解污泥層保持相對穩定的懸浮狀態。水解酸化后的污水進入A/O池，首先進入A段，與內回流混合液（曝氣池末端混合液）和回流污泥（二次沉淀池污泥）混合，在空氣攪拌的作用下保持混合狀態，使廢水與活性污泥得到充分接觸；出水進入O段，主要進行有機物的降解和硝化作用，根據工藝要求調整空氣量，使混合液始終處于好氧狀態（DO>2.0mg/L）。

廢水好氧硝化后，經過分配井流入曝氣池，其末端混合液流入內回流集水井，通過內回流泵將混合液排至A段，其余部分混合液流入二沉池，二沉池部分污泥經外回流泵打回至A段，部分剩余活性污泥排入水解池，使污水在好氧單元以較少的能耗和在較短的停留時間內得到良好的處理效果，后在石油化工污水處理設備中澄清后的二次出水排出。