萃取法是利用有機溶劑從廢水中回收酚的一種方法。這種方法的原理，是在含酚廢水中加入一種萃取劑（一種能夠溶解大量酚而又與水不相溶的液體），經過一定時間的混合以後，通過簡單的物理方法將萃取劑從水中分出。於是廢水中的絕大部分酚被萃取出來，從而使廢水得到淨化。
處理含酚廢水的萃取法，優點有以下幾點：設備佔地面積小，脫酚效率高，萃取劑來源廣泛，處理能力大，適用於含酚濃度高、水量較大的場合。但其缺點是不能達到排放標準。不過隨著高效率萃取裝置，與高溶解能力萃取劑的出現，使得此法在廢水脫酚的研究與應用方面獲得了十分廣泛的發展。早在1957年10月的時候，召開的關於焦化廠脫酚問題的會議上，萃取法就被認為是比較合適的脫酚方法了。
對於萃取法的經濟效果已有不少分析，有經驗的人認為：煤氣氨水酚濃度在40克/升以上時，可以贏利，3~4克/升時，可獲少許利潤，大於2克/升時，經濟上已可適用。但若採用廉價萃取劑與先進萃取工藝，對於酚濃度低於2克/升的場合進行回收，也未必不經濟。萃取劑是萃取中一個很重要的因素，它影響萃取產物的產量、組成、分離程度以及萃取操作的經濟效果。能用來提取酚的有機溶劑很多，但作為萃取劑必須滿足下列條件：分配係數高、分離容易、溶解度小、不易揮發，不易乳化，化學穩定性強，價廉易得等。研究與應用較多的溶劑有苯、重苯、輕油、醋酸丁酯、磷酸三甲酚、洗油等。其中苯、重苯、輕油儘管分配係數不高，但因多屬焦化廠、煤氣廠產品，來源容易，價格低，且經萃取後可結合廠內現有設備予以回收與利用，所以在一些國家仍廣泛使用。
為了提高萃取劑的選溶性、萃取能力和萃取速度，有人研究出了向萃取劑中投加第三種物質的方法。一種方法是投加高級醇，另一種是投加不溶於水的鏈狀高分子胺等有機溶劑。再以氨、鹼提取酚，用氫氧化鈉可同時回收酚和再生胺。萃取技術的重大發展，除萃取劑外，還突出表現在研究與採用具有高效能和經濟性的萃取裝置，如：篩板萃取塔、離心萃取機、圓板型萃取器、對流多級溶劑萃取器、對流塔式填料裝置。
篩板萃取塔是一種比較普遍使用的萃取脫酚裝置。用篩板代替填料，可減少塔的尺寸並彌補填料易堵的缺點。若附加脈衝，則可強化相間的傳質過程，提高脫酚效果。離心萃取機是一種體積小、脫酚效率高的萃取裝置。1956年在華爾頓某鋼鐵公司，建成了一座離心萃取脫酚工廠，每天可處理760立方米弱氨水。離心機藉助於高速旋轉產生強大的離心力場，此離心力相當於在重力式萃取塔中的2000倍。這就確保了兩種液體相間在萃取機中有效的多級混合，很類似於多段萃取過程。
圓板型萃取器。美國底特律城的一個工廠採用圓板型脫酚設備，處理焦油蒸餾車間含酚廢水。廢水由貯池（容積190立方米）抽送至帶有旋轉圓板盤的提取機，在其上部加入萃取劑。後者在提取機中以對流方式劇烈洗滌酚水。提取機是一個垂直的圓筒形設備，在其中心軸上有一排排的攪拌板盤，工作時迅速旋轉，在板盤與板盤之間，設有固定的絲網。這種萃取器能使廢水與溶劑密切接觸，所以可以得到高的脫酚效率。原水含酚量為5400~5800毫克/升，脫酚後為2~9毫克/升。
對流多級溶劑萃取器（酚溶劑流程），可以採用酚溶劑（異丙醚）在對流多級萃取器中進行焦化廠廢水的脫酚，含酚廢水直接與酚溶劑在多級溶劑萃取器內混合，在兩相分離之後，大部分酚轉入溶劑中。此過程多次重複，含酚廢水在溶劑中對流而過。溶劑用蒸餾法分離出酚之後，返回萃取器用於重新脫酚。