В настоящее время очистку сточных вод от органических растворителей осуществляют применением механических, физико-химических, химических и биологических методов очистки. Однако эти методы имеют ряд недостатков. Нами впервые осуществлена очистка сточных вод применением распылительного экстрактора, имеющего ряд преимуществ перед существующими. В статье показана принципиальная схема распылительного экстрактора, приведены состав сточной воды, структурная схема потоков в аппарате, определены мольные объемы компонентов, необходимых для расчета коэффициентов молекулярной диффузии. В работе предложены оптимальные параметры ведения процесса, обоснованы расходы сплошной и дисперсной фаз. Представлены результаты исследовательских работ по очистке сточных вод лакокрасочных производств от фенилизопропанола и уксусной кислоты. Предложена математическая модель процесса, определены удельная поверхность контактной поверхности, расстояние между ячейками экстрактора, коэффициенты массотдачи и массопередачи компонентов в фазах, рассчитаны концентрации компонентов во встречных фазах и высота аппарата.