对于有机废水的处理，根据废水中的污染物浓度不同，采取的处理工艺也不同。对于中、低浓度有机废水多采用好氧工艺进行处理。对于高浓度有机废水国内外通常采用“厌氧—好氧”生化工艺进行处理，即高浓度有机废水先通过厌氧法处理，去除废水中的大部分COD有机物，然后再经过好氧法对废水中剩余的有机物进行进一步净化。目前，厌氧法多采用上流式厌氧污泥床反应器，该反应器具有生物持有量大、负荷高、运行效果好等优点。特别是通过有效地控制措施，使反应器污泥实现颗粒化后，其运行效能将大大提高。一般情况下，高浓度有机废水中的氨氮浓度较高，废水中的含氮有机物经过厌氧氨化作用，使厌氧出水中的NH3-N浓度进一步提高，而后续采用普通的好氧处理法对NH3-N的去除效果较差，排水往往存在NH3-N不达标现象。
含NH3-N有机废水多采用生物法进行处理，主要处理工艺有氧化沟工艺、SBR工艺、缺氧/好氧(A/O)工艺、厌氧/缺氧/好氧(A/O)工艺等。其中：氧化沟工艺、SBR工艺氨氮去除率较低，适用于处理含NH3-N和有机物浓度较低的废水;含NH3-N和有机物浓度较高的废水多采用A/O工艺进行处理;含浓度较高NH3-N和有机物浓度较高的废水多采用A/O工艺进行处理。
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高浓度有机废水是指废水中含有大量的有机物质，这类废水的处理难度较大，如果不对其进行处理，将会对环境造成极大的危害。
一般来说，高浓度有机废水具有以下特点：
含磷浓度较高；
含有较多的难降解物质；
高浓度废水中含有有毒物质；
可生化性差；
在处理过程中产生大量的污染物，容易造成二次污染。
高浓度有机废水处理方法主要有生物法和物化法，主要包括物理法、化学法和生物化学法。
物理法：将高浓度有机废水进行分质处理，如机械分离、膜分离等技术，这些技术可以有效去除废水中的悬浮物质及部分溶解物质。但是这类方法操作难度大，能耗高，成本较高。
物化法：物化方法是将高浓度有机废水进行预处理，再将其转化为可生化性较好的中间产物或产物，再进行后续处理。常用的方法有化学沉淀、催化氧化和萃取等。
生物法：生物法指利用微生物的代谢能力来降解有机物和脱除污染物的一种处理方法。常见的方法有厌氧生物处理法（A/O）、好氧生物处理法（AB/O）、活性污泥法和生物膜法等。
化学氧化法是将有机物氧化分解为CO2和H2O的过程。常见的方法有氧化塘法、电化学法等。
物理化学法：物理方法是通过对废水中物质的物理变化而实现去除有机污染物，常见的有沉淀、离心分离、气浮等。
沉淀：废水在重力作用下自然沉降，是处理高浓度有机废水常用方法之一。
离心分离：通过高速离心将废水中悬浮物质甩离，再将其与水分离的方法。气浮：利用溶解于废水中的微小气泡在上升过程中上浮到水面，与废水中悬浮物相分离。
高浓度有机废水处理设备在设计时需要考虑到以下几点：
废水的可生化性，即是否能够进行生化处理；
废水的 BOD/COD值，即该废水是否具备进行生化处理的条件；
进水浓度，即该废水是否满足该工艺所需进水浓度；
进水成分，即该废水中是否含有难降解的物质；
进水时间，即该废水的停留时间是否足够长；
设备材质，即该设备所使用的材质是否满足工艺需求。