从城市废水中去除不溶态油和漂浮油，以及从工业废水中去除溶解态油或乳化油
油分离指从城市废水中去除不溶态油和漂浮油，以及从工业废水中去除溶解态油或乳化油。
油水分离技术常基于材料表面的浸润性调控，通过构造特殊表面结构来改变材料与油、水两相的相互作用，从而实现选择性分离
现有的油水过滤分离技术都是采用“阻水通油”的过滤方式，因而存在网孔容易被高黏度油堵住或被高密度的水膜封住使得油液无法通过等先天缺陷
。而研究团队通过构造一种特殊的微纳复合结构，制备出一种完全不沾油却同时完全亲水的超浸润功能涂层，实现了“阻油通水”式的油水分离，彻底解决了“阻水通油”式过滤存在的问题
基于亲水膜/疏水膜组成的限域空间狭缝，当狭缝宽度缩小时，狭缝的“挤压”作用在乳滴破乳分离中发挥了关键作用
。此外，亲水膜与疏水膜各自的分离过程存在一种“正向反馈机制”：亲水膜移除水导致乳液浓度增加，促进了乳滴的碰撞、聚并和破乳，提升了油的渗透通量；油的持续移除又有助于降低膜表面的乳液浓度，进而减轻了因浓差极化现象对亲水膜渗透通量的抑制作用
一般漂浮油采用隔油法去除，悬浮油和乳化油采用气浮和混凝沉淀法去除，溶解油常采用生物法或强氧化法(如臭氧)分解去除。
气浮法技术不断更新，例如鑫元硅材料科技于2025年5月申请了一种结合微尺度气泡发生器、臭氧化气传输与刮油机的气浮分离除油装置专利，用于去除含油废水中的油分和有机物。
膜分离法是近年来发展的重要方法，包括使用超亲水膜、“两面神”非对称膜，以及亲/疏水膜组合的狭缝限域系统，可实现高效乃至同步的油水乳液分离。例如，浙江大学教授徐志康团队提出了一种基于亲水膜/疏水膜组成的限域空间狭缝的新概念与原型器件，发展了一类简单且高效的油水乳液同步分离技术，成功实现了97%的油回收和75%的水回收。
团队以山药为原料，研制出一种兼具疏水与高效光热转换性能的三维多孔油水分离材料，可用于高黏度原油及生活废油的快速吸附与连续回收。
在工业中广泛应用，例如在船舶领域，分离机技术可用于处理燃油、润滑油和新型生物燃料。一些分离机能够适配FAME、HVO等燃料，并具备监测和油置换功能。
课题组通过构造特殊的微纳复合结构，制备出超疏油超亲水的功能涂层，实现了“阻油通水”式的
团队提出基于亲水膜/疏水膜狭缝限域的新概念，发展了一种油水乳液同步分离技术，实现了97%的油回收率和75%的水回收率
团队以山药为原料，研制出兼具疏水性与高效光热转换性能的三维多孔碳材料，该材料保留了天然的蜂窝状多孔结构，可用于高黏度原油及生活废油的快速吸附与连续回收
院士团队研发了系列超浸润油水分离材料及智能装备，并实现了大规模产业化应用，涵盖应急溢油处理、工业废水处理等领域
的综述指出，特殊浸润性纳米纤维素基气凝胶因其对油水两相浸润性不同且分离效果高效，在油水分离领域具有广阔的应用前景
。在海洋与河流溢油应急方面，油分离技术用于快速处理海上或河道溢油事故以减少环境污染
。在船舶行业中，油分离技术覆盖燃油与润滑油净化、油水分离以及洗涤水处理等关键环节，是助力