如果廢水具有很高的化學需氧量（COD），那么它的處理難度就會大，例如化工廢水、制藥廢水、造紙廢水、印染廢水等都是常見的高COD廢水。

（1）高COD廢水除了濃度高的特點以外，還會具有難降解、組分復雜、高色度等特點，而這些也成為凈化廢水的難點。某企業的醫藥中間體廢水的COD濃度能達到15000mg/L含有揮發性有機物、芳香族有機物、酸堿類等污染物，呈深褐色，很符合高COD廢水的特點。

（2）高COD廢水要進入生化處理階段，首先需要先要去除廢水中的有毒有害物質，降低其的濃度，提高可生化性。那么就要對其在生化處理前進行預處理——物理方法、化學方法、物理化學方法。某化工園區采用的是以鐵碳微電解-芬頓系統為主體的預處理工藝，進水COD濃度在12000mg/L左右，系統出水COD濃度在6000mg/L左右，去除率為40%-50%，可生化性也得到大幅度提高。

（3）高COD廢水進入生化處理階段，是要由厭氧生物處理和好氧生物處理組成。為甚惡魔要有厭氧生物處理？因高COD廢水預處理系統出水后，COD濃度依然很高，處理難度仍然很大，而厭氧生物處理則是在缺氧的情況下可運行，并且能去除大部分的有機物，做到提高可生化性的作用，更利于后續的生化處理。某個案例的化工廢水經厭氧生物處理，出水COD濃度在1200mg/L左右，COD去除率達到80%-85%。

鐵炭微電解作為預處理工藝的第一步，在酸性條件下，Fe和C構成原電池，產生的Fe2+和[H]使有機物發生斷鏈、開環，改變廢水中有機物的結構和特性，提高廢水的可生化性，降低廢水毒性；芬頓是緊接著鐵碳微電解作為綜合預處理的第二步，能夠氧化水中絕大多數物質，可將污水中難降解有機物氧化分解成小分子有機物和無機物，實現對有機物的降解

厭氧反應器應用較多的是UASB反應器，廢水進入UASB池中，利用厭氧微生物的新陳代謝作用將大部分有機污染物去除，而池內設置三相分離器，實現氣、液、固三相分離，厭氧污泥被三相分離器截流返回至反應器中繼續參加厭氧反應，產生的沼氣經集氣系統收集。