所谓的“物理化学法”主要依托于物理、化学等反应原理，用来处理煤化工废水内部的杂质、污染物等，主要的反应包括：吸附、抽离、沉淀、萃取等，这些反应都有自身的过程和原理。
1萃取法：所谓的萃取法就是凭借和水无法相溶，以及很少相溶的溶剂，和煤化工废水有效融合，从而确保溶解在废水内部的有害物质、杂质等再次分解、分配，并逐渐传输至溶剂中，在此基础上使溶剂和所祛除的污染物煤化工废水分开，这样就实现了废水清洁化，也能对污染物加以回收、再利用。萃取法实际应用中有着多重优势，体现在：大量处理水、设备结构简明，方便进行自动化调控，而且能够操作，降低成本。
2吸附法：吸附法主要借助气体流动的性质同多孔的物质之间接触，从而让流动状态下的污染物能够有选择性地分离。对于煤化工废水处理来说，一般采用以下吸附剂：硅藻泥、树脂、炭纤维、矿渣等，常见的吸附剂为：活性炭，可以通过吸附法来对应有效处理废水，这样一方面可以除掉煤化工废水内部的污染物，另一方面也能还原水体颜色，排除其中的不良颜色、杂质等。
3膜分离法：主要借助于半透膜来将废水隔离开来，并将内部的污染物向外渗透的方法。主要的膜分离法包括：微滤法、反渗透法、渗析法等。
4化学沉淀法：借助容易溶解的化学性药剂，将其添加到煤化工废水内部，经过化学沉淀终形成一些沉淀物，例如：氢氧化物、盐等。现代研究者多将Na2HPO4以及硫酸镁充当沉淀剂，从而对一系列污染物，例如：硫酸铵等进行沉淀处理，从而达到脱氮的目标。化学沉淀法是一种优良的废水处理方法，能对污染物加以处理，终生成无法溶解的盐以及其他物质，从而达到煤化工废水净化的目标。
