在含油废水中，油以 4 种状态存在：浮油、分散油、乳化油和溶解油。进入水体的油大部分以浮油的形式存在，这种油的粒径较大，一般大于 100um，占含油量的 70%~80%，静置后能较快上浮，铺展在污水表明形成油膜，用一般重力分离设备即能去除；分散油以小油滴形状悬浮在污水中，油滴粒径在 25~100um之间，当其受到机械外力或较长时间静置时，油滴较为稳定，会聚合成较大的油滴上浮到水面，此状态的油也较易去除；溶解油是以分子状态或化学状态分散于水相中，非常稳定，用一般的物理方法无法去除，但其在水中的溶解度很小，大概为 5~15mg/L。
乳化油一般呈碱性，油滴粒径大部分是 2~3um，呈乳浊状或乳化状。由于表面活性剂的存在，使得原本是非极性憎水性的油滴变成了带负电荷的胶核，带负电荷的胶核会吸附水中的正电荷离子或极性水分子形成胶体双电层结构。这些油滴外面包有弹性的、一定厚度的双电层，与彼此所带的同性电荷相互排斥，阻止了油滴间相互聚合变大，使油滴能长期稳定的存在于水中，所以乳化液废水是属于比较难分离的一类。
1.气浮法：气浮法是使大量微细气泡吸附在欲去除的颗粒（油珠）上，利用气体本身的浮力将污染物带出水而，从而达到分离目的。这是因为空气微泡由非极性分子组成，能与疏水性的油结合在一起，带着油滴一起上升，上浮速度可大大提高。气浮法按气泡产生方式的小同，可分为鼓气气浮、加压气浮和电解气浮等。鼓气气浮是利用鼓风机、空气压缩机等将空气注入水中，也可利用水泵吸水管、水射器将空气带入水中。加压气浮是在加压条件下使空气溶于水中，然后再恢复到常压，利用释放的大量微气泡将污染物分离。电解气浮是用电解槽将水电解，利用电解形成的极微的氢气和氧气泡，将污染物带出水面。气浮法分离的关键是如何有效地产生气泡，其主要用于不含表面活性剂的分散油的分离，当有表面活性剂存在时，为提高分离效果，可在先向水中加入絮凝剂进行破乳此法的特点是处理量大，可把大的油粒基本去除。
2.吸附法：此法是利用多孔吸附剂对乳化液废水中的油组分进行物理吸附（范德华力）、化学吸附（化学键力）或是交换吸附（静电力）来实现油水分离。最常用的吸附材料是活性炭，它具有良好的吸油性能，可吸附乳化液废水中的分散油、乳化油和溶解油。但吸附容量有限且活性炭价格较贵，再生困难，故一般只用作低浓度乳化液废水的处理或深度处理。吸附树脂是近年来发展起来的一种新型有机吸附材料，吸附性能良好，易于再生和重复使用。此外，煤炭、吸油毡、陶粒、石英砂、木屑、稻草等也具有吸油性能，可用作吸附材料。吸附材料吸油饱和后，有的可再生重复使用，有的可直接用作燃料。
3.混凝法：混凝法的原理是向乳化液废水中加入混凝剂，水解后生成胶体，吸附油珠，并通过混凝产生絮状物或通过药剂中和表面电荷使其凝聚。～般来说，油滴越小越难处理，加入混凝剂的目的就是通过碰撞和聚集以破坏小油滴和固体悬浮物的稳定状态，形成直径较大的油滴和絮状物质，使其与气泡粘附在一起并上浮到水面，形成浮渣被去除。不同混凝剂的ｐＨ值使用范围不同，故混凝过程中加入的药剂还包括ｐＨ值调节剂，有时也加入助凝剂。常用的混凝剂有无机混凝剂、有机混凝剂和复合混凝剂。常用的无机混凝剂是聚合氯化铝（ＰＡＣ）和聚合硫酸铁ＰＦＳ）。ＰＡＣ是继明矾、硫酸铝之后混凝性能较好，使用范围较广的一种无机高分子混凝剂。
4.离心分离法是利用快速旋转产生的离心力，使密度大的水沿环状路径流向外侧，密度小的油抛向内圈，并聚形成大的油珠而上浮分离。处理后水含油量小于40mg/L。与机械分离设备相比，它们的分离效果相当，但旋流器无运动部件，在价格、性能和操作方面均比机械分离优越。与隔油池（平流式、平板式、斜板式）相比，旋流分离器的效率更高，捕捉粒径更小，，宜以它代替隔油池。旋流分离器主要是处理乳化液废水中的浮油和分散油。
