蒸發法通過把廢水加熱到沸點或降低蒸汽壓兩種途徑實現，可產生TDS在2～50mg/L的高品質產水。該技術對進水水質的要求低，但投資、運行成本高，且對操作人員素質要求高。目前國外采出水資源化利用實施案例中應用較多的是機械蒸汽壓縮工藝，即MVC工藝。該工藝處理稠油廢水始于1999年，主要與石灰軟化加弱酸離子交換系統結合來處理稠油廢水，將蒸發器與結晶器相結合，可有效處理直流蒸汽鍋爐汽水分離器的排污。
2004年以后，基于蒸發法的成功經驗和數據，開始直接處理除油后的SAGD采出水，將蒸發后的水進汽包式鍋爐，產生100%干度的過熱蒸汽直接進行SAGD油田的注汽。目前，在加拿大阿爾伯達和其他國家大約有14套運行和在建的稠油廢水蒸發裝置。至少有12套新的蒸發器處于計劃階段并將在未來幾年陸續投用。以蒸發法采油廢水處理工藝代替傳統石灰軟化結合弱酸離子交換工藝是SAGD技術和經濟可行性提升的標志。具體聯系污水寶或參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。
AquaPure公司研制了NOMAD 2000移動式油田廢水處理裝置，所用專利蒸發器采用寬間隙板蒸發器代替了傳統的殼管式蒸發器，升膜設計，沸騰發生在濕表面，抑制了結垢。裝置由預處理模塊、蒸發器模塊和壓縮機模塊組成。處理規模397m3/d，產水318m3/d，最大進水TDS80000mg/L。處理后的廢水銷售、重復利用或環保排放。蔡釗榮等采用以低溫多效蒸發技術為核心的處理工藝，在鄭王莊油田稠油進行了處理量規模為50m3/d的中試，將礦化度為12000mg/L，總硬度1100mg/L，SiO2250mg/L的廢水處理后達到熱采鍋爐供水標準。
