由于浑浊的废水一般都具有胶体溶液的性质，都带有负电荷，并且胶体粒子表面有扩散双电层，所以使粒子间具有同性电荷的排斥作用而稳定地漂浮在水中。凝集沉淀法的原理就是向废水中加入絮凝剂，降低胶粒表面电位，使扩散层变薄，使胶粒的布朗运动足以克服表面双电层电位的束缚，从而使胶粒之间易于碰撞凝集成大尺寸的团絮物，且团絮物还具有强烈的吸附性，故能同时除去水中的无机物、有机质、细菌、微生物等污染物。
对于凝集物密度比水轻的场合适于采用上浮分离法。上浮分离法又有两种情况：一是通过加压，在凝集物上附着大量气泡而上浮，称为加压上浮分离；二是靠自身密度差上浮，称为重力式上浮分离。
（1）重力式上浮分离适用于含油废水的油、水分离。分离槽容量依油的上浮速度和废水处理量所确定，通过浮油捕集装置，将油排入废油贮槽。
（2）加压上浮分离对于待分离物密度与水密度相差较小的废水，则往往采用加压上浮来加快污染物的上浮速度。以 294～490kPa 的压力，将空气充入废水中至饱和，然后将其释放至常压，使溶解的空气以气泡析出，并附着在废水中的团粒上而上浮，分离速度比沉降速度高几倍，并且分离槽的有效面积较小。
离子交换法就是采用离子交换树脂，对废水中的阴、阳离子污染物进行分离的方法。离子交换处理废水，其离子交换树脂容易受废水中的沉淀、胶质和有机物吸附、沉积而劣化。因此在处理程序上必须先经过滤塔和活性炭吸附塔进行预处理、澄清，然后用串联的阴、阳离子交换塔除去离子污染物。涂装作业过程中的六价铬就可以采用该流程完全除去，离子交换也是涂装生产所需纯水的主要制取方法。
膜分离法主要包括超滤、反渗透和电渗析三种：
超滤就是利用微孔状高分子膜，对溶液加压来实现膜分离的技术。该半透膜可截流胶体、悬浮物、蛋白质及相对分子质量在 5000 以上的高聚物，或粒径在 1～104nm 的颗粒。在涂装生产中主要用于电泳槽液的分离，以实现电泳后冲洗水的闭路循环。电泳涂装的超滤装置由膜组件、泵、管路和仪表组成，另配置预滤和膜冲洗系统，以保证超滤装置的长期正常运行。膜组件主要采用管式和中空纤维两种，超滤波流量为 2～50L/（m2h），压力 294～588kPa ，一般采用 441kPa 。
反渗透就是利用半透膜，对浓度较高的溶液施加压力（大于膜渗透比）使浓溶液中的水向低浓度溶液渗透。如果膜的一侧是纯水，则通过反渗透使溶液中的水不断地渗透到纯水中，故反渗透主要用于纯水制备。
在电场作用下，通过离子交换膜对溶液中阴、阳离子选择性透过，使溶质和溶剂分离。电渗析主要用于海水淡化、产品脱盐提纯。它具有高浓缩率的特点，因而多采用浓缩回收手段来实现分离的目的。
