物理法：利用物理力使油和水分离，常用的方法有沉淀、浮渣和滤纸等。沉淀是将含有悬浮物的液体放置静止，使悬浮物沉到底部，然后移除上层清澈液体；浮渣则是将两种相互不混溶的液体放在一起，让重量较大的部分下沉，而轻质部分在表面形成一层，这样就可以通过取出这一层来实现分离。

化学法：利用化学反应或者化学性质上的差异进行分离，如酸碱中和、萃取或电解等。例如，在酸性条件下，某些化合物会转变为无色或颜色的改变，从而容易识别并去除；而在其他情况下，通过选择适当的溶剂，可以根据其对不同组分的亲和力来进行萃取。

热力学法：运用温度差异使油水混合物中的组分发生相互作用从而达到分离效果。这通常涉及到蒸发、冷却凝结等过程。在这种方法中，由于各个成份对热能吸收释放能力不同的特点，可以设计相应的设备如冷凝器或蒸发器，以便控制温度从而促进快速有效地油水分离。

电磁效应：利用电磁场作用对流动介质产生力的原理，使得具有不同导电性的两种介质能够被有效地隔离开来。这个技术尤其适用于处理含有高浓度污染物（如重金属）的废水，因为这些污染物往往具有不同的电导率，可以通过电场强迫它们分布在两个相隔开的地方，从而实现净化。

生物技术手段：这类方法主要依赖微生物、酶或者其他生物材料对待料中的营养源或毒素进行选择性吸收。这项技术对于处理含有难以去除杂质的大型工业废水非常实用，比如使用活性炭过滤可以去除大多数挥发性有机化合品（VOCs）以及重金属，提高了废水处理效率。