一、生化处理工艺
预处理后的煤气化废水，基本采用缺氧、好氧等生物方法进行，但是煤气化废水中有许多难以降解的物质，近年来有较多新的生化处理方法出现，包括厌氧生化法、好氧生物工艺，前者主要针对分子质量大、结构较复杂的污染物及在好氧的环境下难以生存的污染物，但是通常这一类污染物都具有好的厌氧降解性能，在好氧处理之前先进行厌氧处理，可以使污染物变成较易降解的小分子有机物。好氧生物工艺包括PACT工艺、MBBR工艺以及HCF工艺。
二、深度处理工艺
经过生化处理后，煤气化废水中的有机物及氨氮等都被祛除了，但是仍然有许多难降解的污染物，这些污染物会使得国家的排放标准难以达标。首先是混凝沉淀，通过反应沉淀去除悬浮物，但是传统的反应沉淀法的成本较高，周期也长。而高效混凝沉淀法可以通过网格、斜管等设备来产生高强度的微涡旋，使得更加均匀，提高反应速度。 其次是固定化微生物技术，这是近年来应用最广泛的技术之一，可以有选择性的固定优势菌种，固定后细胞具有较强的抗毒性。但是目前各种微生物在面对不同的物质时，氧化分解的效率有较大的差别，当前煤气化废水污染物的成分复杂无普遍性这一特性，对于适应的菌种筛选是非常大的障碍。 第三是吸附法，作为一种传质过程，物质表面的分子对于物质外部的作用力没有得到充分发挥，当废水表面积较大，吸附力可产生积极的作用，利用大表面积的物质进行吸附，可以取得较好的效果。最后，高级氧化法，对于较困难生物降解的，引起有色度物质的祛除，可以采用高级氧化的方法，此方法分为相对催化氧化法和光催化氧化法等。
