본 발명은 분리막침전조를 이용한 화학폐수 처리장치에 관한 것이다. 이러한 화학폐수 처리장치는, 집수된 화학폐수를 폭기시키는 화학폐수조; 상기 화학폐수조에 연결되며, 폐수이송펌프에 의해 이송된 상기 화학폐수에 염기 또는 산을 주입하여 pH를 제어하는 반응탱크; 상기 반응탱크에 연결되며, 플록이 형성되도록 응집제가 주입되는 응집탱크; 상기 응집탱크로부터 이송된 상기 화학폐수가 수용되며, 복수의 침지형 분리막을 갖는 분리막모듈이 바닥면으로부터 상측으로 이격배치된 분리막침전조; 상기 분리막침전조 내의 화학폐수가 상기 분리막모듈을 통과하도록 흡입하는 여과분리수펌프; 상기 분리막침전조에 침전된 슬러지를 배출시키는 침전슬러지펌프; 상기 침전슬러지펌프에 이송된 슬러지를 탈수시키는 탈수기; 상기 분리막모듈을 통과하여 여과된 여과수 내의 유기물을 흡착 제거하는 활성탄여과기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.