包括过滤，浮选和离心分离。这些物理方法现在相对普遍。物理处理方法用于处理污水和废水。废水中所含物质的化学特性在处理过程中不会发生变化，因此在化学处理方法下获得的污水处理结果之间存在很大差异。用于物理处理方法的加工机械和设备很多，离心机，曝气机和气浮机被广泛使用。生活污水中的常见成分是污泥，生活垃圾等。如果要处理生活污水，将水和固体物质分开。例如，使用离心机处理生活污水，该污水利用离心运动。物理处理方法的处理原理是多种机械分离方法为了有效分离污水中的固体颗粒和液体，以及如果乳剂中存在两种具有不同密度的不混溶溶液，则离心机也可以有效分离两种液体。污泥脱水机还可以有效分离污泥和水。污水的物理处理可以有效地分离和提取污水中的不同成分。

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将固废与污水污泥一起焚烧，获得的电能用于处理厂的运转。城市污水处理的能耗分析研究与节能技术和手段的发展往往并不同步。由于污水处理能量平衡分析方法研究的欠缺，节能措施的制订和实施常常超前。而多数节能途径和手段常常由处理厂的操作管理人员结合各处理设施实际情况提出，具有经验性和个别性，不一定能适用于其他污水厂甚至是工艺相似的污水厂，另一方面，从广义上说，污水处理学科领域的技术创新。另外一种能量回收方式是将城市固体废物焚烧场建在污水处理厂旁新材料和新设备的使用都蕴涵着节能增效的潜力，因而节能的途径和手段往往是很宽泛的。