廢水物理化學處理法是廢水處理方法之一種。系運用物理和化學的綜合作用使廢水得到凈化的方法。它是由物理方法和化學方法組成的廢水處理系統，或是包括物理過程和化學過程的單項處理方法，如浮選、吹脫、結晶、吸附、萃取、電解、電滲析、離子交換、反滲透等。如為去除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，是一種比較典型的物理化學處理系統。和生物處理法相比，此法優點：占地面積少；出水水質好，且比較穩定；對廢水水量、水溫和濃度變化適應性強；可去除有害的重金屬離子；除磷、脫氮、脫色效果好；管理操作易于自動檢測和自動控制等。但是，處理系統的設備費和日常運轉費較高。
1、廢水萃取處理法
廢水萃取處理法是利用萃取劑，通過萃取作用使廢水凈化的方法。根據一種溶劑對不同物質具有不同溶解度這一性質，可將溶于廢水中的某些污染物*或部分分離出來。向廢水中投加不溶于水或難溶于水的溶劑（萃取劑），使溶解于廢水中的某些污染物（被萃取物）經萃取劑和廢水兩液相間界面轉入萃取劑中。
萃取操作按處理物的物態可分固——液萃取、液——液萃取兩類。工業廢水的萃取處理屬于后者，其操作流程：①混合，即使廢水和萃取劑zui大限度地接觸；②分離，即使輕、重液層*分離；③萃取劑再生，即萃取后，分離出被萃取物，回收萃取劑，重復使用。萃取劑的選擇應滿足：①對被萃取物的溶解度大，而對水的溶解度小；②與被萃取物的比重、沸點有足夠差別；③具有化學穩定性，不與被萃取物起化學反應；④易于回收和再生；⑤價格低廉，來源充足。此法常用于較高濃度的含酚或含苯胺、苯、醋酸等工業廢水的處理。
2、廢水光氧化處理法
廢水光氧化處理法是利用紫外光線和氧化劑的協同氧化作用分解廢水中有機物，使廢水凈化的方法。廢水氧化處理使用的氧化劑（氯、次氯酸鹽、過氧化氫、臭氧等），因受溫度影響，往往不能充分發揮其氧化能力；采用人工紫外光源照射廢水，使廢水中的氧化劑分子吸收光能而被激發，形成具有更強氧化性能的自由基，增強氧化劑的氧化能力，從而能迅速、有效地去除廢水中的有機物。光氧化法適用于廢水的處理，尤其適用于生物法和化學法難以氧化分解的有機廢水的處理。
3、廢水離子交換處理法
廢水離子交換處理法是借助于離子交換劑中的交換離子同廢水中的離子進行交換而去除廢水中有害離子的方法。其交換過程：①被處理溶液中的某離子遷移到附著在離子交換劑顆粒表面的液膜中；②該離子通過液膜擴散（簡稱膜擴散）進入顆粒中，并在顆粒的孔道中擴散而到達離子交換劑的交換基團的部位上（簡稱顆粒內擴散）；③該離子同離子交換劑上的離子進行交換；④被交換下來的離子沿相反途徑轉移到被處理的溶液中。離子交換反應是瞬間完成的，而交換過程的速度主要取決于歷時zui長的膜擴散或顆粒內擴散。
離子交換的特點：依當量關系進行，反應是可逆的，交換劑具有選擇性。應用于各種金屬表面加工產生的廢水處理和從原子核反應器、醫院和實驗室廢水中回收或去除放射性物質，具有廣闊的前景。
4、廢水吸附處理法
廢水吸附處理法是利用多孔性固體（稱為吸附劑）吸附廢水中某種或幾種污染物（稱為吸附質），以回收或去除某些污染物，從而使廢水得到凈化的方法。有物理吸附和化學吸附之分。前者沒選擇性，是放熱過程，溫度降低利于吸附；后者具選擇性，系吸熱過程，溫度升高利于吸附。
吸附法單元操作分三步：①使廢水和固體吸附劑接觸，廢水的污染物被吸附劑吸附；②將吸附有污染物的吸附劑與廢水分離；③進行吸附劑的再生或更新。
按接觸、分離的方式，可分為：①靜態間歇吸附法，即將一定數量的吸附劑投入反應池的廢水中，使吸附劑和廢水充分接觸，經過一定時間達到吸附平衡后，利用沉淀法或再輔以過濾將吸附劑從廢水中分離出來；②動態連續吸附法，即當廢水連續通過吸附劑填料時，吸附去除其中的污染物。吸附劑有活性炭與大孔吸附樹脂等。爐渣、焦炭、硅藻土、褐煤、泥煤、粘土等均為廉價吸附劑，但它們的吸收容量小，效率低。
物理化學處理方法處理涂裝廢水主要用到的是離子交換技術和吸附技術。
