(1)各种组合工艺的应用：石油化工废水处理的技术和方法很多，但现行的各种处理工艺都有其各自的优缺点，如何能实现处理方法的优化组合，有效提高废水的处理效果，是废水处理的一个重要研究方向。
(2)新型处理工艺的研究和应用：与膜技术工艺相比，现行较为成熟的处理工艺都有占地面积大、基建费用高或运行费用高等缺点。而膜处理技术也未完全成熟，既需要对膜的清洗和防护进行进一步研究，又需要和生物反应器等联用以达到排放要求。不断开发新材料和新工艺，对有效减小废水处理基建面积、降低基建和运行费用，都有着极其重要的意义。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
(3)新型水处理剂的开发：开发新型绿色环保、高效且可重复使用的水处理剂也是一条可行的途径。我国地域辽阔、资源丰富，像膨润土、海泡石、硅藻土等资源储量大、种类多，并且都有较大的比表面积，吸附性能好，通过适当改性，不仅可以提高它们的吸附效率，而且后期处理简单易行，可重复使用，避免二次污染，既具有很高的经济效益，又符合环境保护的需要。
石油化工生产在国民经济和生活中都占据着重要的地位，而处理由此带来的石油化工废水也刻不容缓。水资源的日益短缺更使得人们迫切需要处理好石油化工废水，从而使得水资源可以循环利用，造福人类，因此石油化工废水的处理研究依然具有重要的应用前景。
