تصفیه فاضلاب صنایع پتروشیمی که می توان از آنها به عنوان گروه بزرگی از مشتقات نفت و گاز طبیعی که برای اهداف شیمیایی مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند در نظر گرفت، ضرورتی اجتناب ناپذیر است چرا که مراکز پتروشیمی در حال افزایش تولید روز افزون موادی مانند کربن مونواکسید، هیدروژن، گازهای سنتز، مواد شیمیایی ای مانند اتیلن و مشتقات آن، بنزن و تولوئن می باشند.

تصفیه فاضلاب صنایع پتروشیمی در پالایشگاه ها فرآیند بسیار پیچیده ای می باشد که با چالش های زیست محیطی فراوانی مواجه است؛ چرا که محصولات جانبی تولید شده در آن می توانند فرار و سمی باشند. اکثر فاضلاب های حاصل از صنایع پتروشیمیایی، پیش از تخلیه به محیط و  برای حذف مشتقات نفتی و سایر آلاینده های موجود، نیازمند ترکیبی از روش های مختلف تصفیه می‌باشند. مشکلاتی از قبیل آلودگی آب های زیرزمینی، وجود هیدروکربن های آروماتیک، نفت و روغن، حذف چربی و مواد آلی و کنترل VOC از مهم ترین مسائلی می باشند که در تصفیه فاضلاب صنایع پتروشیمی برای رضایت مشتری و رعایت استانداردهای زیست محیطی باید به آن‌ها پرداخته شود.