Oliehoudende afvalwater bevat stoffen zoals aardolie, aardolieproducten, teer en de fractioneringen daarvan, en eetbare dierlijke en plantaardige oliën en vetten. De belangrijkste oorzaak van waterverontreiniging is olie en teer. Omdat de olieconcentratie in afvalwater afkomstig van verschillende industriële sectoren sterk varieert, bijvoorbeeld afvalwater van raffinaderijen met een oliegehalte van ongeveer 150 tot 1000 mg/L, cokesafvalwater met een teergehalte van ongeveer 500 tot 800 mg/L en afvalwater van gascentrales met een teergehalte van 2000 tot 3000 mg/L, is het raadzaam om bij de behandeling van oliehoudend afvalwater eerst een vetafscheider te gebruiken om olievlekken of zware olie terug te winnen. De zuiveringsefficiëntie bedraagt 60-80%, waarbij het oliegehalte in het gezuiverde water ongeveer 100-200 mg/L is. Geëmulgeerde en verspreide olie in afvalwater zijn moeilijk te behandelen, dus emulgering moet worden voorkomen of verminderd.