1、各種組合工藝的應用：石油化工廢水處理的技術和方法很多，但現行的各種處理工藝都有其各自的優缺點，如何能實現處理方法的優化組合，有效提高廢水的處理效果，是廢水處理的一個重要研究方向。

2、新型處理工藝的研究和應用：與膜技術工藝相比，現行較為成熟的處理工藝都有占地面積大、基建費用高或運行費用高等缺點。而膜處理技術也未完全成熟，既需要對膜的清洗和防護進行進一步研究，又需要和生物反應器等聯用以達到排放要求。不斷開發新材料和新工藝，對有效減小廢水處理基建面積、降低基建和運行費用，都有著極其重要的意義。

3、新型水處理劑的開發：開發新型綠色環保、效果好且可重復使用的水處理劑也是一條可行的途徑。我國地域遼闊、資源豐富，像膨潤土、海泡石、硅藻土等資源儲量大、種類多，并且都有較大的比表面積，吸附性能好，通過適當改性，不僅可以提高它們的吸附效率，而且后期處理簡單易行，可重復使用，避免二次污染，既具有很高的經濟效益，又符合環境保護的需要。

石油化工生產在國民經濟和生活中都占據著重要的地位，而處理由此帶來的石油化工廢水也刻不容緩。水資源的日益短缺更使得人們迫切需要處理好石油化工廢水，從而使得水資源可以循環利用，造福人類，因此石油化工廢水的處理研究依然具有重要的應用前景。