膜分离技术被认为是“21世纪的水处理技术”，主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等。膜分离产品均是利用特殊制造的多孔材料的拦截能力，以物理截留方式去除水中一定颗粒大小的杂质。Um等在含油废水超滤过程中注入氮气，使乳化状态的均相系统变为非均相系统。膜通量受双重因素作用，一方面气泡使料液湍动程度提高，另一方面则减少膜有效过滤面积，当气泡高度分散时通量升高，反之则通量下降。Srijaroonrat等研究陶瓷超滤膜对非稳态油／水乳化体系的处理，发现油对非亲水性膜表面有更强亲和能力，反冲能有效降低膜污染和凝胶层的形成，当正向过滤1 min和反冲0.7 s时，可获得较高膜通量。Ahmad等分别以陶瓷和有机超滤膜对含棕榈油废水进行中试研究。稳态通量随错流速度和压差增大而增大。错流速度显著影响陶瓷膜对棕榈油的截留行为，两种膜对悬浮固体均100 %截留。由于膜的污染导致通量下降，必须对膜进行清洗。膜清洗一般是在高流速、低压力下进行。膜清洗通常采用高流速水冲洗、海绵球机械清洗等物理方法及对膜材料本身没破坏、对污染物有溶解或置换作用的化学试剂去除污染物。膜分离法的主要制约因素是膜容易受到污染，膜通量较低。随着抗污染能力强和高通量膜材料的开发，超滤技术在含油废水处理中将得到更为广泛的应
用。