化工废水处理是一个复杂而关键的过程，通常包含以下关键步骤：

一、预处理阶段

预处理阶段的主要目的是去除废水中的大颗粒物质、悬浮物以及部分有机物，为后续处理创造有利条件。

1、格栅过滤：使用格栅或滤网截留废水中的大块悬浮物、漂浮物等，防止其进入后续处理单元造成堵塞。

2、调节水质：对废水的pH值、温度、水量等进行调节，使其满足后续处理工艺的要求。

3、混凝沉淀：通过添加混凝剂（如铁盐、铝盐等），使废水中的微小颗粒聚集成较大的絮状物，并通过重力作用沉降到底部，实现固液分离。

4、气浮处理：利用微小气泡粘附废水中的悬浮物或油类，使其上浮至水面形成泡沫，然后用刮渣设备刮除泡沫，实现固液分离。气浮法特别适用于处理高浊度、高色度废水。

5、微电解处理：利用铁和碳之间的电极电位差形成微电池系统，对废水进行电解处理，以降解有机物并提高废水的可生化性。

二、生化处理阶段

生化处理阶段是利用微生物的代谢作用去除废水中的有机物、氮、磷等污染物。

1、厌氧生物处理：在高有机浓度下运行，通过厌氧菌和兼性菌的代谢作用将有机物转化为甲烷和二氧化碳。厌氧生物处理过程包括水解、酸化、产乙酸和产甲烷四个阶段。

2、好氧生物处理：利用好氧微生物在有氧条件下去除水中的有机污染物。常见的好氧生物处理方法包括活性污泥法、生物膜法、生物转盘法等。

.活性污泥法：通过连续充入氧气，将各种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机物。

.生物膜法：在充分供氧条件下，利用附着在固体介质（如滤料、载体）上的生物膜降解和净化废水。生物膜由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统构成。

.生物转盘法：废水流过装有生物膜的转盘，利用生物膜上的微生物进行生物降解。

三、深度处理阶段

深度处理阶段是为了满足更高标准的排放要求，对预处理和生化处理后的废水进行进一步处理。

1、混凝沉淀或过滤：再次使用混凝剂使废水中的微小颗粒聚集成絮状物并沉降，或通过过滤设备去除悬浮物。

2、高级氧化技术：如Fenton试剂氧化法、臭氧氧化法等，利用强氧化剂将有机物分子转化为无机物，实现废水的深度净化。

3、膜技术：如反渗透（RO）、纳滤（NF）等，用于去除废水中的溶解性有机物、盐分、重金属离子等。

4、吸附技术：使用活性炭或其他吸附剂去除废水中的微量污染物，如有机物、重金属离子等。

四、消毒与排放

经过深度处理后，废水中的污染物浓度已大幅降低，但仍需进行消毒处理以杀灭水中的病原微生物。消毒方法包括氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒等。消毒后的废水达到排放标准后，即可安全排放至环境水体中。

综上所述，化工废水处理的关键步骤包括预处理、生化处理、深度处理以及消毒与排放。这些步骤相互衔接、相互配合，共同构成了一个完整的废水处理系统。