皮革废水的预处理可分为单项废水预处理和综合废水预处理两部分。其中物理处理方法主要有自然沉淀、机械沉淀、机械曝气、气浮法、超滤法和萃取法，这些方法操作简单，与化学方法联用能达到更好的效果。化学方法主要包括化学氧化法、沉淀法、酸化吸收法等。制革废水中含有大量染料、蛋白质、单宁、表面活性剂等物质，这类物质用单纯的生物方法难以有效去除，因此采用物化结合的方法能够对污染物预处理，并减轻后续生物处理工艺的负荷。姜维等人在皮革废水的预处理实验研究选用加碱吹脱法，pH=11，气液比=1 800，温度为26 ℃时，铬和COD 的去除效果达到最佳。这种方法工艺流程简单，相较于普通化学混凝和絮凝方法，不仅有效去除了COD、氨氮、铬、硫化物等污染物，还可以对氨和铬回收利用且氨氮去除效率高。低温地区水解酸化系统的预处理效果表明，水解酸化能够降低有机物浓度和有机负荷，提高废水的生物降解能力，避免硫化物对产甲烷阶段的抑制作用，且成本低，无需曝气，受温度影响小。

各类组合工艺：制革废水按照其处理流程，通常分为一级处理和二级处理两部分，在实际的处理工程中经常将各种处理方法组合，从而最大限度发挥各阶段处理工艺的优势，因此探求各类组合工艺对制革废水的处理效果具有更重要的意义和使用价值，组合工艺以生物法和化学法作为主体工艺进行展开。应用混凝沉淀+ 生物接触氧化+SBR 组合工艺对进水COD 为560 mg/L，氨氮质量浓度为35 mg/L的皮革废水进行处理，出水COD 可达90 mg/L 左右，氨氮在4 mg/L 左右。广东省某皮革厂采用的一体化O3-BAF- 上流式BAF 组合工艺实现了臭氧氧化和生化方法对废水的协同处理，经实际运行COD 最高去除率可达66.51%，氨氮最高去除率达91.42%，出水色度可控制在5～10 倍。O3-BAF 一体化工艺结合了生物吸附、生物降解和高级氧化的优势，将含有臭氧的废水从底部通过曝气生物滤池填料层进行污水处理，大大减少了曝气量，同时减少一级水泵的提升。针对皮革废水的生化出水存在着COD 和色度偏高等问题，李章良等人采用超声-Fenton 联用技术对废水进行深度处理，优化反应条件为：超声功率为85 W，H2O2和Fe2+ 投加量比为11:1，溶液pH 为4.0，反应时间60 min。Fenton 技术反应速率快，操作简单，在处理过程中不带入其他污染物质且矿化程度高，因此以Fenton 为主体的组合工艺中具有广泛的应用前景。