Данный метод включает совершенствование и расширение процессов экстракции, гипер- и ультрафильтрации, ионообмена и адсорбции.
Благодаря этому можно выделить и возвратить продукты в основное производство, а очищенные воды после корректировки состава до нормативного уровня использовать в системах оборотного водоснабжения. В рамках физико-химического метода осуществляется проектирование и создание новых селективных сорбентов из сточных вод для дальнейшего вторичного использования. В технологических процессах широко применяются жидкие и твердые промышленные отходы, развиваются эффективные энергетически малоемкие процессы, к которым относятся гальванокоагуляция и использование в процессе очистки вод электроэнергии, получаемой из биолиза. Также осуществляется развитие передвижной сети обслуживания клиентов по регенерации сорбентов, электрохимическому выделению тяжелых металлов на катодах специальных установок. Данные технологии позволяют произвести регенерацию сорбентов с получением вторичного сырья, тем самым вернуть продукты в цикл очистки вод.
В рамках такой очистки выполняются омагничивание, ультразвуковая и высокочастотная обработки, которые приводят к изменению физико-химических характеристик и позволяют провести более глубокое выделение загрязнений из вод в модульных очистных сооружениях.