由于单一的超滤膜存在易污染、膜通量下降快等问题，许多研究者研究超滤膜与其他含油污水处理工艺的联用效果。目前国内外已有很多相关的文献报道。耦合工艺主要有膜工艺的耦合以及超滤膜与物理化学方法的联用。
微滤-超滤(MF/UF)耦合工艺
Kourosh等研究了MF/UF耦合工艺处理含油污水的效果。其中MF采用的是商用的PVDF膜，UF采用的是PES膜，并将其与单一的MF工艺和UF工艺的处理效果进行了对比，结果表明，MF/UF耦合工艺处理含油污水的效果要优于单一的MF工艺或者UF工艺，耦合工艺处理后的出水中含油量仅为0.4mg/L，而悬浮固体含量几乎为0。
超滤-反渗透(UF/RO)耦合工艺
Abdolhamid等报道了UF/RO耦合工艺处理含油污水，其中UF工艺采用的是PAN膜，RO工艺采用的是PA(聚酰胺)膜，实验结果表明，UF/RO耦合工艺对油脂的去除率可达100%，而对TOC、COD、TDS的去除率也都在95%以上。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
超滤-纳滤(UF/NF)耦合工艺
Orecki等考察了(UF/NF)耦合工艺对模拟含油污水的处理效果。其中UF工艺采用的是PVDF膜，而NF工艺采用PA膜，实验结果表明，第一步UF工艺去油率就能达到90%以上，再经过第二步的NF工艺，去油率已经可以达到100%，TOC去除率也能达到99%以上。
混凝-超滤耦合工艺
孙欣等建立了混凝-超滤工艺处理聚驱采油废水工艺，在PAC混凝剂用量为400mg/L，超滤压力为0.04MPa，膜面流速为0.7m/s，温度为40℃的条件下，用此工艺处理采油废水，出水中油的去除率可达92.7%，COD去除率也可达95.2%。
核桃壳过滤-超滤耦合工艺
王立国等采用核桃壳过滤-超滤耦合工艺处理油田含油污水，其中超滤膜材质为PSf或PES，中空纤维膜的内径为0.8mm，外径为1.2mm。膜的截留相对分子质量为67000，结果表明，出水中含油量可降至0.33mg/L，颗粒平均去除率也可达99.09%，出水水质达到SY/T5329—94碎屑岩油藏注水水质指标中A1类标准的要求。