本发明公开了一种焦油废水处理方法，包括，焦油废水过滤去除固体后，向焦油废水中加入破乳剂和二甲基硅油，经混合、静置和分离得到上部的二甲基硅油层和下部的水层。向所述二甲基硅油层内不断通入氮气并加热至120-180℃缩聚5-8h，冷却至10℃以下过滤得到固体初聚物，将固体初聚物在氮气保护下于300-400℃聚合3-6h，得到沥青。水层经酸化水解后，再经厌氧处理、好氧处理、沉降和吸附即可达标排放。该方法适用于对石油或煤炭生产加工中所产生的焦油废水进行处理，去除废水中的大部分焦油物质，并使水质达到国家排放标准。