煤化工废水的预处理至关重要，其水质复杂，要根据不同水质情况进行有针对性预处理，使水质满足后续生物处理要求。煤化工废水预处理主要包括除油、脱酚、蒸氨、去除SS(初沉池、混凝沉淀等)和有毒有害或难降解有机物(脱硫、破氰、高级氧化预处理等)等。煤化工废水中某种物质浓度过高会产生生物毒性，经过预处理降低该物质浓度，达到生物处理范围，如神华集团煤炭直接液化项目产生的含酚酸性废水，H2S、NH3和酚含量高，采用双塔汽提脱除废水中的H2S和大部分NH3，用异丙基醚萃取酚类化合物，预处理使H2S、NH3和酚的浓度达到生物处理范围，经过生物处理后，出水水质满足循环水场补水要求。煤化工废水含有有毒有害物质，经过预处理事先将其去除，如某煤制甲醇废水事先进行脱硫破氰预处理，然后再进入生物处理区。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
为了提高煤化工废水的可生化性，将大分子难降解有机物事先去除或分解，如Yuan采用正辛醇和环己烷作为萃取剂，对焦化废水中的难降解有机物进行萃取，然后再进行生物处理，萃取后废水可生化性由0.09升到0.29，COD去除率由68.81%变为88.63%，大大提高污染物去除率。Wu等采用有机膨润土对焦化废水进行吸附预处理，该有机膨润土对多环芳烃和酚具有较好的吸附效果，B/C值从0.31升为0.41。范树军等采用“铁炭微电解/Fenton氧化”组合工艺预处理高浓度煤化工废水，分解大分子难降解有机物，降低生物毒性，减轻后续生物处理负荷。若要用生物法进行预处理，如水解酸化法、厌氧发酵法等，采用两级生物预处理效果更加显著，稳定性增强。
