ในอุตสาหกรรมเหมืองถ่านหิน เทคโนโลยีเมมเบรนกรองนาโนส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการบำบัดน้ำเสียจากเหมืองและการนำทรัพยากรกลับมาใช้ใหม่ ด้วยกระบวนการแยกเมมเบรน เช่น การกรองแบบอัลตราฟิลเตรชัน นาโนฟิลเตรชัน และรีเวิร์สออสโมซิส ฝุ่นถ่านหิน ไอออนของโลหะหนัก และเกลือที่ละลายอยู่ในน้ำเสียสามารถกำจัดออกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้น้ำในเหมืองบริสุทธิ์และนำกลับมาใช้ใหม่ได้ และลดการใช้น้ำได้อย่างมาก ในเวลาเดียวกัน แร่ธาตุที่มีคุณค่าสามารถกู้คืนได้จากน้ำเสีย ซึ่งช่วยแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมในเหมืองถ่านหินไปพร้อมๆ กับปรับปรุงการใช้ทรัพยากร