Η παρούσα εργασία είναι χωρισμένη σε τέσσερις θεματικές ενότητες. Στην πρώτη ενότητα παρουσιάζονται οι βασικές φυσικοχημικές μέθοδοι επεξεργασίας που χρησιμοποιήθηκαν, οι οποίες είναι η κροκίδωση/καθίζηση και η διήθηση με μεμβράνες, καθώς και οι βασικές αρχές που τις διέπουν. Η δεύτερη ενότητα της παρούσας εργασίας αποτελείται από την παρουσίαση εφαρμογών της τεχνολογίας μεμβρανών σε συνδυασμό με απόσταξη υπό κενό και διάφορα προσροφητικά μέσα για την αντιμετώπιση προβλημάτων της οινοποιίας. Πιο συγκεκριμένα, εξετάστηκε η αφαίρεση πτητικής οξύτητας από ερυθρό και λευκό οίνο, που οδήγησε σε συνολική απομάκρυνση της τάξεως του 90%, καθιστώντας τον οξειδωμένο οίνο κατάλληλο προς πώληση. Επίσης εξετάστηκε η απομόνωση αιθανόλης και ταυτόχρονη παραγωγή οίνου με μειωμένο περιεχόμενο σε αλκοόλ. Με την προτεινόμενη μέθοδο παρήχθει διάλυμα αιθανόλης 23% vol και οίνος με μειωμένο αλκοόλ 6.7% vol. Τρίτη και τελευταία εφαρμογή ήταν η αφαίρεση αναγωγικών οσμών από λευκό οίνο, η οποία επιτεύχθηκε πλήρως με τη χρήση φίλτρου ενεργού άνθρακα. Στην τρίτη ενότητα παρουσιάζεται μια διεργασία επεξεργασίας αποβλήτου βιομηχανίας χρωμάτων με το συνδυασμό ενός βήματος κροκίδωσης/καθίζησης με μεμβράνες υπερδιήθησης και αντίστροφης ώσμωσης. Το τελικό διήθημα της διεργασίας, από περίπου 20000 mg/l COD που είχε το αρχικό απόβλητο, έχει περίπου 50 mg/l COD, γεγονός που το καθιστά κατάλληλο για ανακύκλωση στη βιομηχανία, ή απόρριψη στο περιβάλλον. Στην τέταρτη και τελευταία ενότητα παρουσιάζεται μια συγκριτική ανάλυση και ανάλυση βιωσιμότητας των διαθέσιμων μεθόδων επεξεργασίας αποβλήτου ελαιοτριβείου, βασισμένες στην αποδοτικότητα, το κόστος και το ενεργειακό αποτύπωμα της κάθε μεθόδου. Τέλος παρουσιάζεται μια μέθοδος επιλογής της καταλληλότερης μεθόδου επεξεργασίας σύμφωνα με τη βαρύτητα που δίνει κάποιος σε κάθε ένα από τα τρία προαναφερθέντα χαρακτηριστικά. / The present study is divided into four chapters. In the first chapter the psychochemical treatment methods that were used with the underlying basic principles are presented. These methods include coagulation/flocculation and membrane filtration. The second chapter is concerned with the implementation of membrane filtration, combined with vacuum evaporation and adsorption materials, in order to address problems occurring in winery processes. More specifically, the removal of volatile acidity from red and white wine was tested, leading to its reduction by 90%, rendering oxidized wine suitable for distribution. Furthermore, the removal of ethanol and the production of low alcohol wine were tested. Through the proposed method, a solution with 23% vol of ethanol and wine with 6.7 vol % were produced. Third and last application was the removal of odors from white wine, which was accomplished through the use of activated carbon. In the third chapter a process for the treatment of paint industry effluents with the combination of coagulation/flocculation with Ultrafiltration and Reverse Osmosis membranes is presented. The final effluent, compared to the initial COD which was around 20000 mg/l, had a 50 mg/l COD and was suitable for recycling in the industrial process or to be rejected to the environment. In the fourth and final chapter a sustainability analysis and benchmarking of the existing treatment methods of Olive Mill Wastewater is presented, based on their effectiveness, cost and CO2 emissions. Finally, a selection technique for the most suitable method is presented, based on the weight given to each one of the aspects given above, by the user.