主要用于隔油池出水的高级处理，去除细小油珠和乳化油。经过上浮处理后，出水含油量可降至30毫克/升。其方法是：将适量的空气通入含油废水中，形成许多微小气泡，在气泡作用下构成水、气、油珠三相非均一体系。在界面张力、气泡上浮力和静水压力差的作用下形成气-油珠结合体上浮而实现油水分离。上浮法按气泡产生的方法，可分为布气上浮法、溶气上浮法和电解上浮法三种。
这种方法主要是借助于机械剪力将混入水中的气泡破碎，或将空气先分散成细小气泡后进入废水，进行气水混合上浮。常用方法有叶轮上浮法、射流上浮法以及多孔材料(如扩散板、微孔管、帆布管等)曝气上浮法。布气上浮法的优点是设备简单，管理方便，电耗较低。缺点是气泡破碎不细，一般不小于1000微米，上浮效果因而受到限制。此外，采用多孔材料曝气上浮法，多孔材料容易堵塞，影响运行。
是从含过饱和空气的废水中析出气体，产生气泡以实现上浮。常用的有加压溶气上浮法和真空上浮法，前者应用较普遍。加压溶气上浮法是用水泵将废水送入溶气罐加压到3～5.5千克力/厘米2，同时注入空气使其在压力下溶解于废水。一般溶气时间为2～4分钟。然后废水通过减压阀进入上浮池。溶入废水中的空气由于突然减到常压,便形成许多细小的气泡逸出,从而实现上浮。上浮池内的上浮时间一般不小于 1小时。常采用将经过上浮处理的部分废水(30～50%)加压回流进入未经加压上浮处理的废水中实现上浮的方法。其优点是加压废水量小，可减少电耗，同时可以防止未处理的废水中油品在加压溶气时进一步乳化。真空上浮法是使废水中的气泡在减压（真空）条件下逸出的。 溶气上浮法的主要优点是产生的气泡直径可小到30～120微米。气泡直径小，在供气量相同时,气泡吸附时的比表面积就大，气泡上浮速度减慢，与吸附质点的接触时间增加，可以提高上浮效果。因此，溶气上浮法获得广泛应用。
利用电能在含油废水中的电解氧化还原效应，以及由此在电极上产生的微小气泡的上浮作用来净化含油废水。如采用可溶性阳极材料，还可以同时发生电解混凝作用以净化废水（见废水电解处理法）。
