La technique de dépollution la plus utilisée et la plus ancienne est le traitement par voie physico-chimique. Elle permet d'insolubiliser en grande partie les ions métalliques et certains anions nuisibles à l'environnement, puis de séparer la phase solide, constituant les boues, et la phase liquide, qui est renvoyée après un éventuel post-traitement dans les milieux récepteurs ou les réseaux d'égouts.
Les différentes étapes du traitement : stockage, prétraitements, précipitation-neutralisation, séparation liquide-liquide, post-traitements, déshydratation des boues, sont passées en revue. Même si ce traitement est bien conduit, l'effluent rejeté présente encore une toxicité pouvant être nocive pour les milieux récepteurs et le bon fonctionnement des stations d'épuration, et certains polluants salins et organiques ne sont pas, ou très peu, éliminés.
Compte tenu des contraintes environnementales renforcées et de plus en plus difficiles à satisfaire par la voie classique, sans traitements complémentaires nécessitant des investissements onéreux, les industriels sont incités de travailler en « zéro rejet liquide ». Les principales techniques déjà utilisées pour réaliser un zéro-rejet et les difficultés rencontrées sont présentées ici.