過濾一般用于去除水中的分散油和乳化油。可分為濾料過濾、聚結過濾、膜過濾和吸附過濾等。濾料過濾采用石英砂、核桃殼等濾料，通過潤濕聚結和碰撞聚結作用，去除油和懸浮物。優點是出水水質好，缺點是易堵塞、適應負荷變化能力弱。西門子公司開發的脈沖核桃殼過濾器，在BP Valhall平臺進行的試驗表明進水含油量在55～65mg/L時，過濾器除油率大于92%，出水含油量2～5mg/L。聚結過濾采用疏水材料作為濾料，將細小的油滴聚結增大，利于分離。EARTH公司研發的TORR技術將過濾、聚結和重力分離相結合，形成一種自潔式廢水過濾體系。采用的吸附介質是加拿大的EARTH公司開發并獲專利的可重復使用的石油吸收劑(RPA)，是一種親油疏水、無毒的熱固性聚合物材質。作為過濾劑和聚結劑，它的親油疏水性強，能夠吸收小到2μm的乳狀液。在北海油田開展的試驗表明，進水平均含油量98.2mg/L，經處理后平均含油量2.9mg/L。具體聯系污水寶或參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。
膜過濾具有高除油率、無需添加化學藥劑、低能耗和占地空間少等特點，研究較多的是微濾和超濾，但由于分離的長期有效性和工藝的經濟性等因素，膜技術在海上油田應用尚停留在室內研究和小型現場試驗階段。
吸附過濾是用于去除溶解性烴類的技術。吸附柱中填充多孔滲水的固體吸附介質，廢水流經吸附柱時，烴類污染物在吸附劑表面黏附并存留于多孔結構中。OPS設計了一種吸附介質RM25，是一種直徑2～8mm，由高效表面活性劑化學包覆的黏土或淀粉基顆粒。其吸油能力是活性炭的5倍，每去除1kg油的操作費用比活性炭低30%。在北海油田某平臺的應用，出水含油量<5mg/L，PAH和BTEX<0.1mg/L，濾料更換周期為6個月。
