含油废水中的油分以浮油、分散油、乳化油、溶解油的状态存在。
含油污水处理装置待处理的废水进入斜板隔油池。在这里，颗粒大于100／zm的油滴浮于水面(油水分离)，经导油管流入集油池，回收后作为燃料油使用。本单元的油去除率为30％左右，大颗粒固体悬浮物在该单元沉降去除。
除去部分油分和大颗粒固体悬浮物的污水进入除油过滤机。该单元石油类去除率为98％，同时截留颗粒大于15um的固体悬浮物。除油过滤机出水水质已有很大，水呈透明，只是略有颜色。除油过滤机的出水进入精密过滤机。精密过滤机可进一步截留5um以上的固相悬浮物和残留油分．也作为下一单元超滤的预过滤。超滤对油分去除率为99．8％，COD去除率为96％，超滤的出水为净化水，可重新使用。整个流程还有一些反馈及辅助单元。如粗粒化机：接纳除油过滤机的清洗水和超滤的浓缩液进行油的浓缩；超滤清洗机：对超滤的组件进行清洗，以达到再生目的。
含油污水处理装置特点：
(1)适应性强。整个系统由5个单元组成，生产运行表明，对于高稠油废水处理后用于低渗透油田的注水(固相物颗粒小于1 p．m)是的。另外还可针对废水性状和对出水水质要求进行不同的设备组合。本系统设备在现场串联连接，在上、下游设备之间安装中间储液槽以便于调节设备间的流量匹配。
(2)占地少，生产周期短。各单元设备除超滤为外协供货外，其它均为工厂生产，可现场快速拼装，无需土建施工。
(3)处理效率高，无二次污泥。处理后出水可全部回收再利用，满足多种工业用水要求，处理过程不产生相变。与一般的三级污水处理过程相比，既减少了污泥处理环节又可避免由此带来的二次污染。
