核污水的处理方式有化学沉淀法、离子交换法、吸附法、蒸发浓缩、膜分离技术、生物处理法等。
1、化学沉淀法
化学沉淀法是将沉淀剂与污水中微量的放射性核素发生共沉淀作用的方法。污水中放射性核素的氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐等化合物大都是不溶性的，因而能在处理中被除去。
化学处理的目的是使污水中的放射性核素转移并聚集到小体积的污泥中去，而使沉积后的污水剩余很少的放射性，从而能够达到排放标准。
此法优点是费用低廉，对放射性核素具有良好的去除效果，能够处理那些非放射性成分及其浓度以及流化相当大的污水，使用的处理设施和技术都有相当成熟的经验。
2、离子交换法
许多放射性核素在水中呈离子状态，特别是经过化学沉淀处理后的放射性污水，由于除去了悬浮的和胶体的放射性核素，剩下的几乎是呈离子状态的核素，其中大多数是阳离子。
并且放射性核素在水中是微量存在的，因而很适合离子交换处理，并且在没有非放射性离子干扰的情况下，离子交换能够长时间有效工作。
但是，该法存在一个较致命的弱点，当废液中放射性核素或非放射性离子含量较高时，树脂床很快会穿透而失效，而通常处理放射性污水的树脂是不进行再生处理的，所以一旦失效应立即更换。
离子交换法采用离子交换树脂，适用于含盐量较低的废液。当含盐量较高时，用离子交换树脂来处理所花的费用比选择性工艺要高。这主要是低选择性的树脂对放射性核素有很大的关联。在放射性污水净化中，利用电渗析的方法可以提高离子交换工艺的利用效率。
3、吸附法
吸附法是利用多孔性固态物质吸附去除水中重金属离子的一种有效方法。吸附法的关键技术是吸附剂的选择。常用的吸附剂有活性炭、沸石、高岭土、膨润土、黏土等。
4、蒸发浓缩
蒸发浓缩法具有较高的浓缩因子和净化系数，多用于处理中、高水平放射性污水。蒸发法的工作原理是：将放射性污水送入蒸发装置，同时导入加热蒸汽将水蒸发成水蒸气，而放射性核素则留在水中。
蒸发过程中形成的凝结水排放或回用，浓缩液则进一步进行固化处理。蒸发浓缩法不适合处理含有挥发性核素和易起泡沫的污水；热能消耗大，运行成本较高；同时在设计和运行时还要考虑腐蚀、结垢、爆炸等潜在威胁。
为了提高蒸汽利用率，降低运行成本，各国在新型蒸发器的研制方面一直不遗余力，如在蒸汽压缩式蒸发器、薄膜蒸发器、真空蒸发器等新型蒸发器方面都有显著成效。
5、膜分离技术
膜技术是处理放射性污水的比较高效、经济、可靠的方法。由于膜分离技术具有出水水质好、物料无相变、低能耗等特点，膜技术受到了积极的研究。
国外所采用的膜技术主要有：微滤、超滤、纳滤、水溶性多聚物－膜过滤、反渗透（RO）、电渗析、膜蒸馏、电化学离子交换、液膜、铁氧体吸附过滤膜分离及阴离子交换纸膜等方法。
6、生物处理法
生物处理法包括植物修复法和微生物法。植物修复是指利用绿色植物及其根际土著微生物共同作用以清除环境中的污染物的一种新的原位治理技术。
从现有的研究成果看，适用的生物修复技术类型主要有人工湿地技术、根际过滤技术、植物萃取技术、植物固化技术、植物蒸发技术。试验结果表明，几乎水体中所有的铀都能富集于植物的根部。
微生物治理低放射性污水是20世纪60年代开始研究的新工艺，用这种方法去除放射性污水中的铀国内外均有一定研究，但目前多处于试验研究阶段。
