離心分離法：離心分離法是使裝有含油廢水的容器高速旋轉而形成離心場，因油水兩相比重差的不同，油集中在中心部位，廢水則集中在靠外側的器壁上，終達到油水分離的目的。
水旋流分離技術的開發和應用始于20世紀80年代，首先在國外海上油田得到了推廣和應用，目前在世界各油田，如中東、非洲、西歐、美洲等地區的海上和陸地油田都有應用，是油水分離技術發展的標志。范永平等設計開發了新型三相離心機用于油田干化池含油廢水中油的回收，工業試驗結果取得了良好的效果。
該法有體積小、質量輕、分離性能好、處理效率高、無易損件、運行安全可靠等優點。缺點是高流速產生的紊流容易將分散油剪碎，會對含油廢水造成二次乳化;運行時，進出口必須保持較大的壓差;對排液的控制要求和運行費用都較高。粗粒化法：粗粒化(聚集過濾)法是使含油廢水流經具有親油疏水性質的粗粒化濾料，微小的油珠在濾料表面不斷聚集形成油膜，達到一定厚度后，浮力和水流剪力的共同作用大于粘附力，顆粒較大的油滴終浮升到水面。
粗粒化法具有設備少、體積小、效率高、結構簡單、無需外加化學試劑、無二次污染及基建費用低等優點。但微量表面活性劑的存在，能抑制粗粒化床的效果，因此不適合對乳化油含油廢水的處理;另外，該法還有填料易堵塞、出油量較高、常需進行深度處理的缺點。粗粒化材料可分為顆粒狀和纖維狀，通常有石英砂、無煙煤、蛇紋石、陶粒、聚烯系或聚苯乙烯系球體或發泡體、聚氨酯發泡體等。
膜分離法：膜法是近20年來發展起來的一種新的分離技術，被稱為是“21世紀的水處理技術”，主要包括微濾、超濾、納濾和反滲透，均是利用液一液分散體系中的兩相與固體膜表面親和力的不同，達到分離目的。膜法主要用于截留廢水中的乳化油和溶解油。乳化油基于油滴尺寸被膜阻止，而溶解油的被阻止則是基于膜的溶質和分子間的相互作用，膜的親水性越強，阻止游離透過的能力越強，水通量越高。含油廢水中油的存在狀態是選擇膜的首要依據。膜技術的關鍵是膜和膜組件及與之相應的操作方式。常用的膜材料有乙酸纖維素系、乙烯系聚合物和共聚物、縮合中性膜材料(如聚砜等)、脂肪族和芳香族聚酰胺、聚亞酰胺等。近年來，無機陶瓷膜因其耐高溫、耐酸堿、耐腐蝕、機械強度高、使用壽命長等優點，正得到越來越多的應用。膜組件可分為平板式和管式，按操作方式的不同又可分為死端操作和錯流操作。
該法的發展趨勢是各種膜處理方法(如超濾與微濾的結合)或與其他方法(如電化學法)的相互結合;另外復合膜的研究也取得了一定的進展。王農村等采用改性的PVC合金超濾膜法對油田采出水進行深度處理，其處理出水水質達到榆樹林油田特低滲透油層要求的回注水水質指標。周健兒等以硫酸鈦、尿素為主要原料，采用均相沉淀法對a—Alzo。微濾復合膜進行了納米TiO：涂覆改性，著重考察了其影響因素，通過實驗證明了改性后的復合膜水通量提高了19%以上。
膜法的優點主要有：(1)無需破乳，不產生含油污泥，濃縮也可焚燒處理，透過流量的水質較為穩定，不隨進水中油的濃度波動而變化;(2)一般只需壓力循環水泵，設備費用和運轉費用低，特別適合于高濃度乳化油廢水的處理;(3)可回收油。缺點是不易清洗。
