在廢水的處理中，物理化學法占有重要的地位。物理化學法又分為物理法、化學法和物理化學法。
    1、物理法：物理法是指凡是借助物理作用或通過物理作用使廢水發生變化的處理過程。與其他技術相比，物理法具有設備簡單、成本低、管理方便、效果穩定等優點。它主要用于去除廢水中的漂浮物、懸浮物、砂、鹽和油類物質。物理處理技術主要包括格柵與篩網、均質調節、沉淀過濾。
    2、化學法：化學法是借助或通過化學反應完成廢水處理的過程。它的處理對象主要是水和廢水中無機的或有機的(難以生物降解的)溶解性污染物。對于中水容易生物降解的有機溶解物質和膠體物質，尤其當水量較大時，一般都采用生物處理的方法。化學處理技術主要包括中和、化學沉淀、氧化還原及電解法。
    3、物理化學法：物理化學法是利用物理化學的原理和化工單元操作以去除雜質。它的處理對象主要是廢水中無機的或有機的(難以生物降解的)溶解性污染物或膠體物質。物理化學處理技術主要包括混凝法、氣浮法、吸附法、離子交換法及消毒技術。
    3.1、氣浮法：氣浮法是在水中產生大量細微氣泡，細微氣泡與廢水中的細小懸浮離子相黏附，形成整體密度小于水的“氣泡—顆粒”復合體，懸浮粒子隨氣泡一起浮升到水面，形成泡沫或浮渣，從而使水中懸浮物得以分離。
    3.2、混凝法：混凝法就是向廢水中投加混凝劑，使其中的膠體和細微懸浮物脫穩，并聚集為數百微米以至數毫米的礬花，進而可以通過重力沉降或其他固液分離手段予以去除的廢水處理技術。
    3.3、離子交換法：離子交換的實質是不溶性離子化合物(離子交換劑)上的可交換離子與溶液中的其他同性離子的交換反應，是一種特殊的吸附過程，通常是可逆性化學吸附。離子交換樹脂(IER)是一種含有活性基團的合成功能高分子材料，它是交聯的高分子共聚物引入不同性質離子交換基團而成的。離子交換樹脂具有交換、選擇、吸附和催化等功能，在工業廢水處理中，主要用于回收重金屬和貴稀有金屬，凈化有毒物質，除去有機廢水中的酸性或堿性的有機物質如酚、酸、胺等。離子交換法是給水處理中軟化和除鹽的主要方法之一，可用于去除廢水中的某些有害物質，回收有價值化學品、重金屬和稀有元素。主要用于處理電鍍廢水，如鍍鎘廢水、鍍金廢水、鍍鉻廢水、鍍鎳廢水、鍍鋅廢水、鍍銅廢水及含氰廢水等，還可用于其他含鉻廢水、含鎳廢水和含汞廢水、放射性廢水的處理。
    3.4、吸附法：吸附法是利用多孔性固體吸附廢水中一種或多種溶質，達到廢水凈化的目的或回收有用溶質的過程，稱為吸附。在實際應用前還應該將吸附劑制成多孔狀的細小微粒，以便使吸附劑具有更大的表面積。在廢水處理中，吸附法主要用于去除廢水中的重金屬離子、有毒且難生物降解的有機物、放射性元素等，也可以作為廢水深度處理的一種工藝，以保證再生水的質量。目前在廢水處理中應用的吸附劑有：活性炭、活化炭、白土、硅藻土、活性氧化鋁、焦炭、樹脂吸附劑、爐渣、木屑、煤炭、腐殖酸等。工業上應用較多的吸附劑有氫氧化鎂、活性纖維素碳(ACF)及新型的吸附劑——殼聚糖及其衍生物。
    殼聚糖是甲殼素的主要衍生物，無色、無臭、無毒，分子中含有活性基團——胺基和羥基，被廣泛用于食品、醫藥、化妝品等精細化工行業，是一種很好的絮凝劑和螯合劑，在工業水處理行業的應用前景十分廣闊。由于其在水處理中的高效性和安全性，美國環保局早在20世紀80年代批準將其作為飲用水的凈化劑，日本將70%～80%的殼聚糖作為絮凝劑用于處理城市下水道的污泥濁水和工業廢水。殼聚糖分子中的胺基極易形成NH4+，對過渡金屬離子有極強的螯合作用，可除去工業廢水中的銅、鉻、鎘、汞、鋅等貴金屬離子。其中對汞離子的去除率大于99.8%，對電鍍廢水中的重金屬離子(Cr3+、Ni2+、Cu2+、Zn2+)的去除率均大于99%。
    冶金、電鍍等行業每年產生大量含重金屬離子的廢水，其中主要含Cu2+、Pb2+、Zn2+、Ni2+等重金屬離子。目前常用的處理方法有化學沉淀法、離子交換樹脂法、電解還原法等，但都存在一定的缺陷，如化學沉淀法及電解還原法在處理過程中產生大量污泥，造成二次污染;離子交換樹脂法處理廢水成本高昂。所以尋求新型、高效、價廉的重金屬離子水處理劑成為人們迫切的要求。殼聚糖分子單體中的氨基極易形成銨正離子，對過渡金屬有良好的螯合作用，可用于去除水中重金屬離子，且可回收重金屬。
    近幾年來，殼聚糖及其衍生物作為金屬離子吸附劑的研究尤為活躍，除了因其原料來源廣泛、對金屬離子的吸附性能好以外，其中更主要的原因可能還是其良好的生物降解性能，不會給環境帶來二次污染。