對于油水分離處理，常用到的有油水分離機。油水分離機也叫油水分離器，其主要原理是采用油水的比重不同，運用過濾、沉淀、浮升等方法匯集一體進行油水分離的。

油水分離技術1氣浮分離

氣浮法是依靠水中形成微小氣泡，攜帶絮粒上浮至液面使水凈化的一種方法。條件是附在油滴上的氣泡可形成油-氣顆粒。由于氣泡的出現使水和顆粒之間密度差加大，且顆粒直徑比原油油滴大，所以用顆粒之間密度代替油密度可使上升速度明顯提高。即當1個氣泡（或多個氣泡）附在1個油滴上可增加垂直上升速度，從而可脫除直徑比50μm小得多的油滴。

油水分離技術2重力式分離

由于油、氣、水的相對密度不同，組分一定得油水混合物在一定得壓力和溫度下，當系統處于平衡時就會形成一定比例的油、氣、水相。當相對較輕的組分處于層流狀態時，較重組分液滴根據斯托克斯公式的運動規律沉降，重力式沉降分離設備即根據這一基本原理進行設計。有斯托克斯公式可知，沉降速度與油中水分半徑的平方成正比，與水油的密度差成正比，與油的粘度成反比。通過增大水分密度，擴大油水密度差，減小油液粘度可以提高沉降分離速度，從而提高分離效率。

油水分離技術3乳化水的粗粒化蒸發

利用油水對固體物質親和狀況的不同，常用親水憎油的固體物質制成各種蒸發裝置。用于油水分離的固態物質應具有良好的潤濕性。適合這種要求的材料有：陶瓷、木屑、纖維材料、核桃殼等。例如大港油田的陶粒蒸發器，用陶粒作填料，當油水混合物流經陶粒層是，被迫不斷改變流速和方向，增加了水滴的碰撞聚結幾率，使小液滴快速聚結沉降。

油水分離技術4離心分離

利用油水密度的不同，使高速旋轉的油水混合液產生不同的離心力，從而使油與水分開。由于離心設備可以達到非常高的轉速，產生高達幾百倍重力加速度的離心力，因此離心設備可以較為徹底地將油水分離開，并且只需很短的停留時間和較小的設備體積。由于離心設備有運動部件，日常維護較難，因此目前只應用于試驗室的分析設備和需要減小占地面積的場所。

油水分離技術5電脫分離

電蒸發作為油水處理的最終手段，在油田和煉油廠得到廣泛應用，其原理是乳狀液置于高壓的交流或直流電場中，由于電場對水滴的作用，銷弱了乳狀液的界面膜強度，促進水滴的碰撞、合并，最終聚結成粒徑較大的水滴，從原油中分離出來。由于用電蒸發處理含水量較高的原油乳狀液時，會產生電擊穿而無法建立極間必要的電場強度，所以，電脫法不能獨立使用，只能作為其它處理方法的后序工藝。