本发明涉及一种水处理工艺，尤其涉及一种丁苯橡胶废水处理工艺。它依次包括以下步骤：将CODcr为800-1000mg/l、SS为100-150mg/l的丁苯橡胶废水以1-3m³/m².min的流量通过错流式聚结填料区，同时通过加入所述错流式聚结填料区内的过氧化氢氧化剂和硫酸亚铁催化剂进行催化氧化反应；向反应后的废水中加入絮凝剂，通过加入的絮凝剂与水中胶体颗粒发生电中和或双电层压缩而凝聚脱稳,脱稳颗粒再相互聚结而形成初级微絮凝体；然后投加电解质以及与电解质具有带相反电荷胶体的混凝剂，中和水中的带电胶体，使胶粒凝聚为絮凝体；采用斜管沉降池并在重力作用下进行分离，获得CODcr≤400的出水。本发明反应条件温和、处理效果稳定；处理后的出水B/C值提高到0.3以上，适宜后续进生化处理系统。