油水分离主要是利用重力沉降原理或其它物化反应，根据水和油的密度差或化学性质不同，来除去杂质或完成水份和油份的分离。目前常用的油水分离方法主要有重力式分离法、离心式分离法、电分离法、吸附分离法、气浮分离法、超滤分离法等。

重力式分离

因为油、气、水的相对密度不同，油水混合物在一定的压力和温度下，在体系处于平衡状态时，会形成一定比例的油、气、水相。在较轻的组分处于层流状态时，较重组分液滴会按斯托克斯公式的运动规律沉降。重力式沉降分离装置正是根据这一基本原理设计的。

离心式分离

离心式分离是利用不同的油水密度，使高速旋转的油水混合物产生不同的离心力，进而使油水分离。因为离心装置能达到很高的转速，产生的离心力是重力加速度的数百倍，所以离心装置能比较彻底地分离油、水，而且只需要很短的停留时间和较小的设备体积。但因为离心机内部有运动部件，日常维护比较困难，所以常出现在试验室分析设备和需要减少占地的地方。

电分离

电气化技术在油田和炼油厂得到了广泛的应用，其原理是将乳状液置于高压交流或直流电场中，由于电场对液滴的作用，使乳状液的界面膜强度减弱，促进液滴碰撞、合并，最后聚合成粒径较大的液滴与原油分离。采用电蒸发法处理含水率较高的原油乳状液时，由于会产生电击穿而无法建立极间必要的电场强度，因此不能单独应用电蒸法，只能作为其他处理方法的后序方法。

吸附分离

吸附分离法是利用特殊的亲油不清水材料的特性，使这些材料不断地与含油污的脱脂液接触，捕获吸附油污的槽液。而转动装置会驱动吸油带以一定速度在副槽内不断旋转，使吸油带通过挤压口挤压到储油桶内。

气浮分离

气浮分离法是依靠水中微细气泡形成时，携带絮粒浮上液面以净化水的方法。只要附着在油滴上就能形成油气颗粒。因为气泡的出现增大了水与颗粒间的密度差，而且颗粒直径大于油滴，所以可以显著提高上升速度。也就是说，当1个（或多个）气泡附着于1个油滴上时，可以提高其垂直上升速度，这样就可以去除比50μ m更小直径的油滴。

超滤（UF）膜分离

超滤膜分离法是将含油脱脂液经过预过滤（去除粗垃圾、铁粉、渣子等），再经超滤膜系统浓缩净化后，将不含油的脱脂液（超滤液）送入产水箱从而达到油水分离的方法。超滤分离法脱油效率极高，一般能有效去除95%以上的油脂，但常规超滤膜本身易被油脂堵塞，目前市场上抗油污能力较强的超滤膜尚不多，同时设有进水油浓度上限。

苏州五颗星星型特种超滤膜拥有国际自主知识产权，通过严格的原料配比和工艺条件一次制备而成，具有亲水、疏水和疏油三种独特的表面功能和结构，具有超亲水性（水接触角<50°）和超疏油性（油接触角>160°）。因为这种独特的表面特性，五颗星星型特种超滤膜不会被油分等有机物质污染而堵塞，可以直接过滤出每升含油量高达十几万毫克的废水，并长期保持通量稳定，是市面上极为罕见的能稳定处理高含油水的超滤膜系统。