鉴于乳化液废水中油与水为油水界面上的表面活性剂所稳定结合的存在形式及国家二级标准对可排放乳化液废水中石油类含量的严格要求，乳化液废水的破乳使油与水分离成为了乳化液废水处理的关键，依照分离原理，乳化液废水的处理方法一般分为物理法、化学法、物理化学法及生物化学法。
物理法是基于重力作用之下，依靠油与水的密度差别对乳化液废水中的游离态油和分散油(或悬浮油)进行与水相分离的方法。物理法通常不能将乳化液废水中的乳化油与溶解油从水相中分离出来。物理法根据其在油水分离的具体操作过程中的不同实现形式分类为浮上、机械、离心及过滤四种分离方法：浮上分离使乳化液废水中的游离态油或分散油(或悬浮油)与水分离的过程，是废水中的油滴依靠浮力逐渐上浮于水面从而使油水分层的过程，油水密度差、油粘度、废水粘度、上浮油滴直径等影响油滴上浮速度的因素之间的关系遵循斯托克斯的颗粒上浮定律(1.1.8论及)，工业上浮上分离的运用借助于平流式(API)、平板式(PPI)、斜板式(TPI)三种隔油池为炼油厂所广泛采用;机械分离法解决了隔油池占地面积大的缺点，借助分离设备使乳化液废水在其中局部形成涡流，使油滴粒径增大，降低油滴在分离器中的停留时间，提高分离效率;离心分离是借助离心分离器高速旋转产生的离心力使密度较水小的油滴向分离器内圈移动聚集成油珠上浮分离，超高速离心机可分离乳化液废水中的乳化油;过滤又包括砂滤法、层滤法及膜滤法，砂滤通常用于截除废水中悬浮油或极少量溶解的有机物，层滤是利用硅藻土过滤的方法，可去除乳化液废水中的乳化油，膜滤采用膜截留的方式，可分离乳化液废水中的乳化油，膜法分离成本较其余物理分离法成本高。
化学法处理工艺较其余三种方法简单，是通过往乳化液废水中投加电解质或絮凝剂，使废水中与水结合的乳化油滴聚集从而使油水分离达到破乳目的方法，根据投加药剂的不同包括盐析、凝聚及酸化三种方法：盐析法利用向乳化液废水中投加的电解质离解出来的正离子，吸附于带负电的油滴表面，以压缩油滴双电层降低x电位使乳化油转变成分散油，通常在乳化液废水的初步处理过程中运用;
凝聚法或称混凝法通过向乳化液废水中投加的絮凝剂在水中的水解和聚合作用使油滴尺寸变大从水中脱出，铁盐、铝盐是常用的絮凝剂，凝聚效率较盐析的高，处理设备较物理法的简单;酸化法通过调节乳化液废水的pH于3~4之间使油水界面上的表面活性剂与酸反应生成不溶于水的物质，实现破乳。
物理化学法包括溶气浮选、吸附、粗粒化、超声波四种方法：溶气浮选利用在乳化液废水中释放微气泡(10~120μm)使微小油滴黏附在微气泡上以增大气泡浮力上浮实现分散油(或悬浮油)与水相分离的目的，该法不能用于含表面活性剂废水的乳化油的处理，故溶气浮选前通常先向乳化液废水中加入絮凝剂破除乳化油;凭借多孔吸附剂处理乳化液废水中溶解油的吸附法，是通过范德华力作用的物理吸附、化学键力作用的化学吸附及静电力作用的交换吸附使油水分离，频用的吸附剂包括吸附树脂、矿渣、高分子聚合物、活性白土及活性炭等，廉价吸附材料的开发和提高吸附材料吸附量是吸附法运用的关键;粗粒化法是根据聚结材料与油水两相亲和力的差异，通过聚结材料的空隙或表面对乳化液废水中油滴的截留作用，使油滴润湿或展开于聚结材料表面，并逐渐粗粒化，到浮力比油滴—材料附着能大时，从材料表面剥落上浮分离，不幸的是粗粒化法通常仅用于去除分散油，对于如铝板热连轧类含表面活性剂的乳化液废水的脱油效率不佳;
超声波法是在重力分离的基础上辅以小振幅、高频(>16kHz)弹性声波，利用超声波在乳化液废水中的凝聚、空化和空穴效应使细小的乳化油滴聚并长大与水分离，声波频率及强度的控制是超声波法破乳的关键。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
生物化学法处理乳化液废水，是凭借微生物对有机物的氧化分解作用，把油分解成如CH4、CO2、N2等简单有机或无机物质，使乳化液废水得以净化。根据微生物对有机物的氧化形式不同，生物化学法分为生物膜、活性污泥及氧化塘三种方法：生物膜法是依靠固体填料表面微生物生长形成的胶质连接的生物粘膜，对乳化液废水中溶解氧及油类的吸附使油类分解的处理方法，该法目前多用于采油废水处理，可有效降低烃类含量;活性污泥法是人类发明的类似于水体自然净化的废水处理方法，该法通过培养细菌形成菌胶团，并辅以人工曝气使乳化液废水中的油类等有机物质为微生物所吸附、氧化分解并合成新种微生物，实现废水净化，该法对微生物培养过程及废水处理过程中的各项技术控制要求较生物膜法高;
氧化塘法是依靠好氧微生物在天然或者人为建造的沟渠或浅水池中对乳化液废水中的油类等有机物进行分解氧化的废水处理方法，目前主要用于采油及炼油厂的含油废水处理。
下列是目前常用的一些成熟的乳化液废水工艺流程：
