含油废水处理方法多种多样，每一种方法都有其特定的适用范围，需要针对不同的情况进行研究，确定适合的工艺。由于含油废水的复杂性，采用单一的方法很难达到工业污水的国家排放标准，应对含油污水进行多级处理。通过采用多级处理工艺，能够综合废水成分、油的存在状态、处理深度等各因素的影响，使得废水处理达到令人满意的效果。王亭沂等研究了电化学绿色处理技术，其工艺流程为：油站来水→电阻垢器→电絮凝器→气液多相泵气浮器→双滤料滤罐→油分浓度在线检测→电杀菌器→注水站回注。这种方法的创新在于：采用电化学方法原位产生电活性絮凝剂;电泳法破乳;高压电场杀菌和电化学方法原位产生氧气、氯气实现杀菌;高压电场改变水的物理性质实现阻垢;电化学氧化-还原法达到缓蚀功能;电化学方法原位产生氢气、氧气、氯气等使油上浮分离。经过处理后的含油废水可达到国家排放标准。
王新强等采用的是絮凝沉降-NaClO/活性炭氧化-吸附法，其工艺是：经絮凝沉降后的含油废水调节pH值后添加NaClO，NaClO在水中生成次氯酸和次氯酸根离子。次氯酸具有很强的氧化性，在酸性溶液中，能够大大加快次氯酸钠水解反应的进行，直至反应完全。当溶液中有活性炭存在时，活性炭中含有的铁、镍等被溶解成亚铁离子、镍离子，次氯酸钠在这些金属离子的催化作用下产生极强活性的原子氧[O]，次氯酸和原子氧[O]能破坏含油废水中的有机物。活性炭对石油废水中石油类和带有羟基、氨基、羰基等基团的影响COD的微量有机污染物具有吸附富集作用，铁、镍等具有催化氧化作用，可以降低有机物分解的活化能。NaClO/活性炭氧化作用后的采油废水通过吸附剂的吸附作用，进一步降低废水COD，使其达到外排标准。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
杨永军等研制了一套组合工艺，其流程为：原水→超声波絮凝器→三级电絮凝一气浮器→连续自动反洗砂滤器→臭氧发生器→超声波发生器→超声波处理器→出水，在净化部分应用了超声化学、电化学和连续自动反洗砂滤组合技术，而降解有机物与COD选择了电化学、臭氧和声化学组合技术。此工艺应用于胜利油田含油废水处理，取得了良好的效果。
Benito等设计开发了一个可以用于处理各种复杂成分的含油废水的小装置模型，其中包含了絮凝/气浮、离心分离、超滤和吸附工艺过程。根据含油乳状液的性质采用了各种不同的处理方法，可以有效地应用于含油废水的油去除及水回用。油去除率可达90%以上，具有较好的环境和经济效益。
Zhong等使用絮凝法和氧化锆膜微滤法联合处理含油废水。结果显示，絮凝作用明显地降低了油含量和COD值，而后用氧化锆膜进行微滤，有絮凝法作预处理，减少了膜污染并增加了膜渗透数量和渗透质量。经过絮凝-微滤处理后的废水达到国家排放标准。并建议试验和工业应用操作条件为：传导膜压力是0.11MPa，流速为2.56m/s。此外，还有一些能够有效处理含油废水的联合方法。如气浮→净化→软化→过滤→反渗析→水恢复组合工艺、电解-Fenton法、电气浮-接触氧化工艺和混凝沉淀、气浮除油和生化降解三级处理方法等，经过实践证明，均能使废水达到排放标准。在实际应用中也多采用联合处理方法，形成多级处理工艺，可充分发挥各种方法的优势并能弥补其缺点。开发出既能有效处理含油废水又能大规模应用且经济的联合处理工艺是研究者们一直追求的目标。离心分离→电絮凝→膜分离三级处理工艺在含油废水处理的实际应用中将更具潜力。首先离心分离法能有效地去除可浮油及悬浮物，而后电絮凝法可降解有机物和部分乳化油，并能降低COD值及氨氮含量等，最后用膜分离法可进一步实现油水分离，使废水达到国家排放标准。该工艺不仅设备简单且经济，而且还可避免二次污染。
