物理化學工藝廣泛應用于綜合化工廢水的預處理和深度處理中。典型的物理方法如混凝沉淀、氣浮、吸附等常用于綜合化工廢水的預處理單元。此外，高級化學氧化、微電解技術、膜技術在綜合化工廢水的預處理和深度處理中也都有很好的應用。
高級化學氧化
化學氧化主要是通過氧化劑，將難降解的復雜有機物全部或部分氧化為較易降解的簡單物質，從而達到處理的目的。然而在處理綜合化工廢水時，常用的氧化劑表現出氧化能力不足，同時存在選擇性氧化的缺點。Glaze等在1987年提出了高級氧化法(AOPs)，即通過光化學氧化、電化學氧化、聲化學氧化等高級氧化過程，產生比普通化學氧化劑氧化性能更強的羥基自由基(·OH)。Shang等利用O3和O3/UV工藝分別處理含甲基丙烯酸甲酯(MMA)的半導體廢水，結果表明，O3能夠明顯提高MMA的去除率，單獨使用O3反應速度緩慢，聯合UV能提高反應速率，O3/UV工藝能夠完全將MMA及其中間氧化產物礦化。王勇等將酚醛樹脂和光催化劑TiO2混合，經碳化活化處理后制成一種復合性催化材料處理含酚廢水，結果顯示，該材料能夠有效地對廢水中的酚進行光分解和吸附。具體聯系污水寶或參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。
微電解技術
微電解技術根據金屬腐蝕原電池原理，在鐵屑表面構成無數的微小原電池，污染物在電極上發生直接或間接電化學轉化，并且電解可以產生具有消毒作用的·OH和活性氯。微電解技術常用于含有高濃度鹽、高濃度有機物的難降解廢水的預處理。Zhou等利用微電解接觸氧化法處理混合化工廢水，處理后m(BOD5)/m(CODCr)值大于0.6，CODCr的去除率為64.6%，同時對氨氮和鉛有一定的去除。微電解技術有效地利用了膜技術
膜技術是一種物理處理技術，是目前最有發展前景的深度處理技術。常見的膜分離技術有超濾、微濾、納濾、電滲析及反滲透等。Juang等利用超濾和反滲透處理高科技工業園廢水并回用，結果表明，濁度、TOC、電導率的去除率均在95%以上，可以直接排放或用作冷卻水。朱薛妍等采用自制的中空纖維復合納濾膜對含甲基藍的印染廢水進行深度處理，結果表明，廢水的脫色率大于99%，CODCr的去除率大于90%。固體廢棄物，是一種“以廢治廢”的處理技術。
