本发明涉及一种煤化工废水生物处理方法，其采用生物反应-泥水分离一体式生物反应器，包括：经过物化预处理的煤化工废水依次进入厌氧、缺氧、一级好氧、二级好氧和三级好氧生物反应器，而后选择各好氧生物反应器出水回流到缺氧生物反应器；厌氧反应器进行厌氧酸化处理，缺氧反应器内强化生物反硝化反应在脱氮的同时去除难降解有机物，一级好氧反应器进行完全脱碳，二级、三级好氧反应器分别实现短程和全程硝化反应；生物反应-泥水分离一体式生物反应器可保证反应器中污泥浓度大于8mg/L，污泥龄大于60天，有助于培养专属菌种，保证新方法功能实现。采用该方法处理煤化工废水，出水达到国家污水综合排放一级标准要求。