利用物化現象或化學反應，分離回收采出水中的污染物質(包括懸浮的、溶解的、膠體的等)。主要方法有氧化、萃取、吸附、石灰軟化、離子交換等。

　　氧化法是通過強氧化劑氧化溶解態污染物以助于分離，增加初級處理中溶解物質的沉淀效果，此方法操作簡單，對溶解態污染物初級處理效果好，但氧化劑需要現場制備，分離產生沉淀、CO2等副產物，且泥漿中產生固體沉淀。

　　萃取是通過輕烴溶劑提取游離或溶解態油類，該工藝無耗能，操作簡單，可去除溶解態油類。但使用溶劑提取，需要溶劑再生，并產生溶劑再生 廢水，適合處理含低濃度或痕量油脂時，除油率效果優于膜技術。

　　吸附是利用多孔介質吸附進水中污染物質，工藝緊湊填充床模塊，價廉，效果好，但高進水濃度時，停留時間長，去除效率低，并產生廢棄的吸附劑，再生廢水。具體聯系污水寶或參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。

　　石灰軟化是向原水中加入石灰去除碳酸鹽、碳酸氫鹽等硬度，價廉易得，可以改性，但需要化學添加劑和后處理措施，產生廢棄的含化學沉淀廢水。此工藝典型特點是較膜技術能耗低，預處理簡單。采出水TDS在10000～1000mg/L之間。但處理前需要對水中油脂進行處理。

　　離子交換是通過離子交換器去除溶解態鹽類和礦物質，耗能低，樹脂可連續再生，效果好，可非固定運行，但需要預處理和后處理，效率高，產生濃縮廢水，需要再生化學劑。