在高浓度化工废水处理领域，高浓度主要表现在COD含量高，含盐量高，难降解物质多，生物毒性大等。化工废水的浓度越高，难度越大，处理工艺就越复杂。要降低污染物的浓度，就要搞清楚这些污染物的成分。采用物化和生化的方法，来氧化和降解这些污染物。因此，对成分的浓度要有准确的检测，才能选择化学或生物氧化相对应的工艺参数。
选择化学和生物氧化的时候，是为了降低污染物的成分和含量，而不是为了引进新的污染物，就要注意到药剂的用量和副产物的解决。大多数废水中的污染物成分并不是单一的，而是由几种或多种组成的，这就决定了确定主要的、需要降解的成分指标。采用什么样的方法，安排先后的次序，才能起到理想的效果，而不会造成二次污染。
最初的废水是无法实现生化处理，生化处理也不能直接处理高浓度废水。这就要求确定微生物可以降解的污染物含量和浓度范围，这就是前期步骤要完成的目标。前期处理的效果越好，后期生化降解就越轻松，越能降低负荷。要降低生化处理的负荷，取得较为理想的效果，就要将预处理做好，确保万无一失。
预处理是将原始废水的高浓度，调节、过滤、氧化为低浓度的过程。预处理会用到物理和化学方法，物理方法是为了更有效的促进化学氧化，它是化学氧化的必要条件。化学氧化的有效推进，也离不开物理方法，比如使用铁碳-芬顿来进行氧化难降解有机污染物，采用物理方法来调节水量、温度等。化学氧化反应后，也要使用物理方法比如混凝沉淀、气浮等来分离残渣物质。
在预处理的混凝沉淀中，会使用到化学药剂如混凝剂，促进废水中的颗粒物质相互碰撞，形成絮状物质在重力作用下沉淀分离。混凝剂的使用，既不能添加新的污染物，也要能够在处理过程中及时分离出来。由于高浓度化工废水的COD含量高，使用铁碳微电解-芬顿相结合的方法进行处理，生成大量的小分子物质或盐分。从高浓度有机物氧化掉后，就会变成低浓度的有机物。保留低浓度的有机污染物，就要去除大多数的无机盐或其他残渣。因此，在进入下一步流转之前，采用脱溶脱盐处理，避免污水的化学性质而腐蚀管道，影响管材和设备的使用寿命。
完成了预处理的步骤，确保具备了生物氧化的条件。生物氧化包括厌氧和好氧工艺，厌氧处理是为好氧做准备，好氧处理的浓度条件就是厌氧处理的结果。当厌氧处理过程不理想的时候，势必会增加好氧处理的负荷，增加达标排放的难度。要提高好氧处理效率，就要确保厌氧的处理效果。厌氧处理主要使用升流式厌氧活性污泥法（UASB），靠活性污泥中的微生物和废水中的有机物接触氧化。厌氧微生物活性越强，接触时间越长，混合越均匀，对废水中有机污染物处理效果就越好。为了增强过程中厌氧反应的效果，要充分利用活性污泥的微生物，增强循环搅拌作用。微生物和有机物外在条件是可以人为控制的，而内在的降解是要遵循微生物生长代谢的规律。
厌氧和好氧处理并没有绝对的界限，有的处理工艺在厌氧中也会用到好氧。并不是厌氧处理的越彻底越好，也要给好氧处理一些发挥作用的机会。否则，好氧处理设备的利用率起不来，也会增加厌氧处理的负荷。好氧处理方法主要有接触氧化、深井曝气池、生物膜氧化法、序批式间歇活性污泥法等，好氧处理的目的是为了最大程度上利用氧气的氧化作用，将废水中的有机物进一步降解处理。中间既要有高效的好氧微生物，也要有充分的氧气作用，才能增强好氧处理效果。氧气的充入是为了让微生物更活跃，生长更旺盛。活性污泥是为了让微生物和有机污染物接触的更充分，从而提高处理的效率。氧化处理的结果，就是为了满足进一步深化处理的条件。