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当前国内外污水深度处理法主要可分为三类：生物处理法、物理化学处理法、膜处理法[12]。
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a. 生物处理法
生物法是利用微生物降解代谢有机物为无机物来处理废水，根据使用微生物的种类，可分为好氧法、厌氧法和生物酶法等。利用生物法处理废水，其操作简单，运行成本低，但是微生物对pH值、营养物质、温度等条件有一定要求，难以适应难降解有机废水成分复杂、毒性高、难降解的特点，单纯用生物法处理难降解有机废水达标工作难度大。21106
b. 物理化学处理法
物理化学法处理难降解有机废水主要包括：混凝法、吸附法、萃取法、化学氧化还原法。
（1）混凝法
混凝技术能有效去除水中的悬浮物和磷酸盐以及部分去除溶解性有机物，但其运行费用较高，沉渣量大，且脱水较难。
（2）活性炭吸附技术
活性炭有细孔结构和大的比面积，能够去除色度、臭、水中大多数有机污染物和无机物如重金属。但其再生能耗大，且再生后吸附能力下降。
（3）臭氧法
臭氧具有极强的氧化性，能脱去水中的色、嗅，降低浊度，能与许多有机物或官能团发生反应，有效改善水质。但其在水中利用率低，选择性的氧化水中有机物，因而用来处理复杂的难降解有机工业废水很难达到要求。
（4）高级氧化法（Advance Oxidation Processes，AOPs）
高级氧化法是一种新兴的水处理方法，又称深度氧化技术。包括Fenton试剂氧化法、湿式空气氧化法、催化湿式氧化法、超临界水氧化法、光化学氧化技术等。主要是利用电、光辐射、催化剂，氧化剂，在反应中产生多种形式的强氧化活性物质，通过自由基与有机化合物之间加成、取代、电子转移、断键等，使废水中难降解有机物大分子氧化降解成低毒或无毒的小分子物质，甚至直接降解成为CO2和H2O接近完全矿化。但此方法限制较多，经济性差，且推广较难。
c. 膜处理法
近几十年来，国内外对天然有机污染废水处理展开了较多的研究。由于难降解工业有机废水可生化性差、毒性大、浓度高，利用传统废水处理方法，如“气浮法”、“生化法”等，并不能彻底地去除这些有机物。现被广泛研究的高级氧化法虽其氧化彻底、反应速度快、处理效率高、无公害，但其降解时间长、对设备要求较高，经济性差。
新兴的膜分离技术用于水体的深度处理，可有效去除废水的色度和臭，消除各种离子消毒副产物前体以及大分子比如腐殖酸和灰黄霉酸等许多有机物和微生物，保证回用水的出水水质[13]。但是二级出水中仍含有一定的有机污染物，很容易造成膜污染。现大多的研究偏重通过改进膜的材料、性质和操作条件来降低对膜污染，以致增大通量，提高膜的寿命。
膜分离技术[14]因其环保、节能的优势，近年来已被成功用于多个领域，表现出显著的经济和社会效益，被认为是最具有发展前途的高新技术之一。常见的膜技术主要有：反渗透（RO）、纳滤（NF）、超滤（UF）、微滤（MF）等。各种膜技术都是应用具有相应孔径大小的滤膜，通过流体压力差的作用，利用膜对要分离对象粒径大小的选择性，截留大于膜孔径的微粒及大分子溶质，而使小于膜孔径的粒子或溶剂过滤。刘萍等[15]调查研究了反渗透膜、纳滤膜和超滤膜对水体净化的作用。虽然RO和NF能够高效的截留NOM，UF能有效除去悬浮颗粒、胶体杂质以及各种细菌，但其操作需要高负压高耗能。除此以外，RO和NF 在截留NOM的同时也将水体中对人体健康有益的微量元素和碱度等大量的截留，使得出水不适合长期饮用。而UF只能截留相对分子质量较大的物质，因此仅可以少量去除水中的NOM。于此同时，操作过程中造成的膜污染也制约了RO、NF和UF的应用[16]。微孔滤膜（MF）[17]的孔径为0.01~10 μm，膜厚度为90~105μm，大部分是对称性多孔膜。具有高度均匀分布的孔径，孔隙率高（一般可达到70%以上），膜较薄，因而分离效率高，过滤速度快。但液体中的大分子等物质容易与微孔滤膜相互作用，在膜上沉积形成一层滤饼层，污染膜。同时水中的无机盐等固体悬浮物进入膜孔时能够造成膜孔堵塞，同样造成膜污染，从而影响膜性质。