目前，对含油废水可采用混凝法、氧化法、电化学法等一些化学处理方法进行处理，并己取得了较为显著的效果。

　　混凝法
　　混凝法就是将凝聚剂的物质投入到待处理的含油废水中，经化学反应正负胶团进行中和，形成聚集的油滴，粒径并随之变大，与此同时会生成絮状物将形成的小油滴吸附起来，最后对其进行沉降等方法实现油水的分离，同时也达到了降低COD的目的。针对含油废水的特性，周珊、金焰等人采用混凝法进行含油废水的初步处理，试验结果表明投入絮凝剂的含油废水经絮凝处理后，油和COD的去除率分别可达84.6%和42.2%，且研究指出混凝法可用于生化法处理工艺的预处理阶段。此外，陶丽英等人采用自制的化学药剂处理含油污水，该药剂兼具破乳和絮凝功能，在理想实验环境下，COD去除率可达85%，该药剂虽价格低廉，却在现场应用取得了满意的效果。根据大量文献，混凝法对含油废水的处理具有较大的可行性，在实际应用中，选择合适的混凝剂对处理效果起至关重要的作用。
　　氧化法
　　氧化法确切的说应该是化学氧化法，其是指经化学中的氧化分解反应利用氧化剂将含油废水中的油和其他有机污染物进行分解，从而达到除油、净化的目的，故其成为含油污水净化的有效方法。依据超临界水氧化技术快速、高效、无二次污染的优点及其腐蚀、盐沉积、高能耗的缺点，并针对含油废水处理时氧化剂的剂量会随着有机物浓度的增加而增大，刘春明等人指出为克服资金的大量投入，亟需研发出新型、高效的氧化制剂及氧化处理工艺。许劲等提出了通过驯化耐盐微生物作为主体菌种，采用Fenton—水解酸化—厌氧接触—接触氧化组合工艺来处理高盐污水，试验结果为出水处的检验各项指标都以达到了《污水综合排放标准》的三级标准。 
　　常用的电化学法有电絮凝法，它是使用可溶性阳极金属铁或铝作为牺牲电极，通过电化学反应，阳极产生絮凝剂，同时阴极产生气泡，从而通过沉降或气浮去除絮凝体的方法，该方法具有处理效果好、占地面积小、浮渣量相对较小等优点，故基于其优点更多的学者对其进行了深入的研究。早在上世纪九十年代，电絮凝法便被应用到含油污水的处理中，其中Qgutveren等就利用该方法处理含油污水，并取得了良好的效果。另外，同时期的Rubach等将电絮凝方法应用到北海油田的实际工程中。研究发现当含盐量提升8倍时，意味着电导率随之提升相同的倍数，也就是电导率可由60ms/m提升到4800ms/m时，耗电量大幅度下降，COD去除率均在98%以上。上世纪末，针对含盐的染料废水，王慧等人将电化学法应用到该含盐废水中取得了良好的效果。研究表明，在理想环境下，COD的去除率高达99.18%，并且在电解反应过程中没有难以分解的产物生成。但电解法能耗较高，而且其尚停留在实验室阶段，并没有特别成功的工程案例。下降到51～63g/L之间，同时氯化物含量也下降到75～91g/L。
　　可见，化学法处理高盐含油废水，虽然处理效率高，稳定性强，但其能耗高、投资大，限制了其在环境污染治理中的应用前景。