含乳化液废水处理常用物理方法有：重力分离法，利用油和水相对密度差进行分离；粗粒化法，利用油水两相对聚结材料亲和力的不同进行分离；深床过滤法，利用颗粒介质滤床的截留、惯性碰撞、筛分表面粘附、絮凝聚并等机理除去水中的油分；气浮分离法，利用微气泡与污水中乳化油、悬浮物发生粘附并携带浮出水面。膜分离法，利用反渗透、超滤和渗析技术进行油水分离。其中膜分离方法具有处理量大、操作简便、经济可靠、不受油水相对密度差的约束等特点。
含油废水的来源很多，石油工业的采油、炼油、油运输及石油化学工业部产生含油废水，油轮洗涤水、机械加工业的冷却润滑液、钢铁轧钢水、食品工业和农药工业等的废水中都含有大量的油。排入水环境中的油，能阻止空气中的氧溶于水中，使水中浮游生物等因缺氧而死亡，并导致鱼和贝等变味，不宜食用，而且在水体表面的聚结油还有可能燃烧而产生安全问题。巴黎公约规定，非陆地含油废水排放标准为40mg/l，而陆地含油废水排放标准为5mg/l，为了二次采油，注水要求5mg/l，以减少细菌生长和油层堵塞。含油废水以四种状态存在，即游离油、分散油、乳状油和溶解油。对于游离油的处理，目前采用简单的隔油池分离回收的较多。前两种比较好处理，机械分离后，凝聚沉淀，活性炭吸咐，油份可降低到几ppm以下，而乳化油含有表面活性剂和起同样作用的有机物，油份以微米数量级大小的粒子存在，所以难以分离，至于溶解油分离更困难。同时，分散油和乳状油在动力学上具有一定稳定性，所以较难处理。微滤膜的孔径100-400nm、超滤膜的孔径10-100nm、反渗透膜的孔径<1nm和纳滤膜的孔径介于反渗透膜和超滤膜之间，它们可使油份浓缩，使水和低分子有机物透过，实现油水分离。对废水中分散油和乳状油的处理，国外均作了大量研究。通常，油/水乳状液0.1-10%的油。根据油滴分散在水相中组成、尺寸、物理性能和稳定性，油/水乳状液分散成两种乳状液：微乳状液和宏观乳状液。宏观乳状液是一种牛奶状不透明的物质，以及含直径0.2-10mm的油滴。微乳状液含微量油和相对于油含量较高的表面活性剂。微乳状液是透明的，油滴的尺寸非常小，尺寸约10-150nm。然而，膜分离方法已广泛应用于分散油和乳状油的分离，尤其是微滤（mf）和超滤（uf），反渗透和纳滤用于乳状油和溶解油的分离。一般来说，膜和膜操作条件的选择，目的是要达到高通量和高难截流率 。
膜法进行油水分离的特征是：
（1）不需加入其它试剂的物理分离；
（2）不会产出含油污泥，浓缩油可回收或焚烧处理；
（3）废水中油份浓度变化幅度大时，透过流量和水质基本不变；
（4）一般膜法只需压力循环废水，设备费用和运转费用低，特别适合于油份浓度几千个ppm以下的废水处理；
（5）含油废水中混有易于凝固的油分粒子时，需对废水进行严格的预处理。
目前含油废水膜处理技术使用的大多是有机膜，多年使用实践证明其性能随使用时间增长而降低，会因膜的溶胀而报废：而无机膜具有耐高温、耐化学侵蚀、机械强度好、抗生物能力强、渗透量大、可清洗性强和使用寿命长等特点。