深度废水处理方法主要包括固定化生物技术、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺药剂混凝沉淀法、吸附法和超滤、反渗透等膜处理法。
    固定化生物技术 这是新发展起来的技术，可选择性固定优势菌种，同时能针对性地处理含有难降解有机物废水。
    聚合氯化铝和聚丙烯酰胺药剂混凝沉淀法 该法是在生产过程中用混凝剂比如铝盐、铁盐、聚铁、聚合氯化铝及聚丙烯酰胺等来加强沉淀的效果，同时要调节好pH值，使废水中悬浮物在混凝剂聚合氯化铝和聚丙烯酰胺等药剂的作用下能够加快聚集、下沉，达到固液分离。这样可以除去废水中悬浮有机物，有效地降低废水浊度。
    吸附法 由于固体表面具有吸附溶质、胶质的能力，因此当工业废水通过比表面积很大的吸附剂时，其中的污染物就可能会被吸附到固体颗粒上。这种方法可以获得较好的效果，同时也可能有吸附剂用量大、费用高的问题，容易产生二次污染。
    超滤、反渗透等膜处理法 由于水资源日益短缺，水价格也不断上涨，工业废水循环利用势在必行，将膜技术应用到废水处理也越来越普遍。目前，双膜技术作为国际上研发、工程化应用的热点技术，是有效的工程预处理方法，通过超滤除去废水中的大多数浊度、有机物，减轻对反渗透膜的污染，可延长膜的寿命，减少运行成本。反渗透膜不但能去除工业废水中的有机物、降低COD含量，同时还有家较好的脱盐效果。由于脱除COD、脱盐、脱色能同时在一步完成，使其出水品质高，可直接作为生产循环用水，可实现煤化工工业废水处理后的零排放和煤化工清洁生产。
    同样，以上水处理工艺存在优缺点：固定化生物技术，对菌种的要求高，适合处理一些特定的难降解的废水;混凝沉淀法该技术比较成熟，应用广泛，但是对废水的pH值要求高;吸附法效果好，但是存在吸附剂用量大、费用高的问题的问题，适合处理含有固体颗粒较多的废水;超滤、反渗透等膜处理法是一种新方法，对膜的要求高，优点就是处理后的水质好，适合对处理要求高的工业废水。
    聚合氯化铝和聚丙烯酰胺药剂混凝沉淀法与超滤、反渗透双膜处理技术相结合则可实现深度处理，达到回收利用的目的。