物理化學處理既可以是獨立的處理系統，也可以是生物處理的后續處理措施。其工藝的選擇取決于廢水水質、排放或回收利用的水質要求、處理費用等。為除去懸浮的和溶解的污染物而采用的化學混凝-沉淀和活性炭吸附的兩級處理，就是比較典型的一種物理化學處理系統。處理過程是在廢水中投加石灰，快速混合后，進行絮凝沉淀，除去大部分懸浮的和膠體的物質，同時除去一部分磷酸鹽。沉淀后的出水，流過活性炭接觸床，由于活性炭的吸附作用，除去溶解的污染物，如溶解的有機物等?；钚蕴恳M行反沖洗和再生。沉淀池的沉渣經脫水、煅燒后，其中石灰可回收利用;煅燒產生的二氧化碳氣體可用作調整沉淀出水的pH。通過這個系統處理后，出水水質的代表性數據是：BOD(生化需氧量)5mg/L、COD(化學需氧量)15mg/L、懸浮物5mg/L、磷0.15mg/L、氮2.6mg/L。假若對水質有其他要求，還可增加相應的處理過程，如為了進一步脫氮，可以增加氨解析、離子交換或折點氯化。和生物處理法相比，物理化學處理法的優點是：占地面積可少1/4至1/2;出水水質好，而且效果比較穩定;對廢水水量、水溫和濃度變化的適應性較強;可以除去有害的重金屬離子;除磷、脫氮和脫色的效果好;可根據不同要求，選擇處理方案;處埋系統的操作管理易于實現自動檢測和自動控制。但這種處理系統的設備費和日常運轉費較高，要比生物處理法消耗較多的能源和物料，因此決定處理工藝方案時要根據對出水水質的要求，進行技術、經濟比較和對環境影響的全面分析。