焦化廢水深度處理泛指生化出水的再次處理，其基本原則是達標回用。根據焦化廢水生化處理出水指標，結合廢水排放標準和廢水回用要求，深度處理的主要任務如下：

1、其它指標達標

主要有總氮、總氰、笨并芘等指標。新標準（征求意見稿2009年）比照生活污水處理排放標準（GB18918-2000)制定，這些指標基本為生活污水排放一級A標準。

2、COD達標

鑒于經生化處理后的焦化廢水，其COD組份難以生物降解，降低生化出水的COD達到國家標準要求就成為深度處理的第一任務和基本要求。按照焦化廢水排放標準（征求意見稿2009年）要求，其出水COD指標直接排放標準為小于50mg/L。

3、廢水回用

廢水回用為焦化廢水深度處理的最終目的，焦化廢水的中水回用是應對全球水資源日趨匱缺的必然措施，也是可持續發展的必然要求。早期的焦化廢水回用作為濕法熄焦水，目前鋼鐵聯合企業的焦化廢水回用為高爐渣（轉爐渣）的澆渣水，部分企業作為除塵噴灑水等，但這些回用方法均存在一些問題，商不能全部達到環保要求。交換廢水理想的回用是作為企業本省的循環水系統補充水。

        目前研究的大部分生化出水深度處理新技術，處理生化出水后期COD機泵能瞞住新標準小于50mg/L要求。另一方面針對新標準的TN、TCN、笨比并芘等指標，絕大部分的生化出水深度處理技術難以達標。所以，單一的深度處理技術難以達到理想的處理效果。各種方法的組合使用，有利于出水達標、降低投資和降低運行成本。同時，在生化出水的深度處理工藝應盡量避免在廢水中帶入新的物質（藥劑、催化劑等），以降低回用處理的難度。最新的研究顯示，膜技術為生化出水去除鹽分的關鍵技術，也是回用的最重要技術。但需解決濃縮水問題。高級氧化技術和膜技術的組合，是處理后的焦化廢水有更廣闊的回用前景，是焦化廢水深度處理及的發展方向。