一、生化處理工藝
預處理后的煤氣化廢水，基本采用缺氧、好氧等生物方法進行，但是煤氣化廢水中有許多難以降解的物質，近年來有較多新的生化處理方法出現，包括厭氧生化法、好氧生物工藝，前者主要針對分子質量大、結構較復雜的污染物及在好氧的環境下難以生存的污染物，但是通常這一類污染物都具有好的厭氧降解性能，在好氧處理之前先進行厭氧處理，可以使污染物變成較易降解的小分子有機物。好氧生物工藝包括PACT工藝、MBBR工藝以及HCF工藝。
二、深度處理工藝
經過生化處理后，煤氣化廢水中的有機物及氨氮等都被祛除了，但是仍然有許多難降解的污染物，這些污染物會使得國家的排放標準難以達標。首先是混凝沉淀，通過反應沉淀去除懸浮物，但是傳統的反應沉淀法的成本較高，周期也長。而高效混凝沉淀法可以通過網格、斜管等設備來產生高強度的微渦旋，使得更加均勻，提高反應速度。 其次是固定化微生物技術，這是近年來應用最廣泛的技術之一，可以有選擇性的固定優勢菌種，固定后細胞具有較強的抗毒性。但是目前各種微生物在面對不同的物質時，氧化分解的效率有較大的差別，當前煤氣化廢水污染物的成分復雜無普遍性這一特性，對于適應的菌種篩選是非常大的障礙。 第三是吸附法，作為一種傳質過程，物質表面的分子對于物質外部的作用力沒有得到充分發揮，當廢水表面積較大，吸附力可產生積極的作用，利用大表面積的物質進行吸附，可以取得較好的效果。最后，高級氧化法，對于較困難生物降解的，引起有色度物質的祛除，可以采用高級氧化的方法，此方法分為相對催化氧化法和光催化氧化法等。
