К физико-химическим методам очистки сточных вод относят флотацию, адсорбцию, ионный обмен, экстракцию, ректификацию, выпаривание, дистилляцию, обратный осмос, ультрафильтрацию, кристаллизацию, десорбцию и др. Эти методы используют для удаления из сточных вод тонкодиспергированных взвешенных частиц (твердых и жидких), растворимых газов, минеральных и органических веществ.

Использование физико-химических методов для очистки сточных вод по сравнению с использованием биохимических методов имеет ряд преимуществ:

1) имеется возможность удаления из сточных вод токсичных, биохимически неокисляемых органических загрязнений;

2) достигается более глубокая и стабильная степень очистки;

3) меньше размеры сооружений;

4) меньше чувствительность к изменениям нагрузок;

5) имеется возможность полной автоматизации;

6) более глубоко изучена кинетика ряда процессов, также вопросов моделирования, математического описания и оптимизации, что важно для правильного выбора и расчета аппаратуры;

7) отсутствуют методы контроля за деятельностью живых организмов;

8) имеется возможность рекуперации различных ценных веществ.

Выбор того или иного метода очистки (или нескольких методов) производят с учетом многих факторов: санитарных и технологических требований, предъявляемых к очищенным производственным сточным водам; объема сточных вод и концентрации загрязнений в них, необходимых материальных и энергетических ресурсов.