电渗析是利用电场驱动使阴阳离子定向移动，且阴离子只能通过阴离子交换膜，阳离子只能通过阳离子交换膜，从而使中间部位离子浓度降低，达到离子分离的目的的工艺。美国天然气技术研究所(GIT)在怀俄明州进行了电渗析处理油田采出水中试研究，然后利用颗粒活性炭流化床反应器去除水中的溶解油，最后进行电渗析脱盐。我国中原油田的废水处理站采用电渗析工艺，其运行周期为12个月拆装一次，水的利用率为70%，平均一个半月酸洗一次。该工艺能有效保证软化水的水质安全、平稳。
臭氧用作除水中色臭味以及生物吸附之前的预处理。它利用氧化性去除水中的溶解性有机物及产生异味物质，不产生二次污染，还可用对微生物消毒与杀菌的深度处理。它对油田污水中COD的去除为后续的生物处理改善生物降解能力，大大提高了生物的可生化性。生物碳是使吸附在活性炭上的污染物在有氧条件下利用微生物对有机物的降解作用使活性炭再生的工艺。章志强等通过对锦州油田采出水水质监测后分析原水COD浓度为600～1000mg/L，石油类浓度为500mg/L，悬浮物浓度为500mg/L。采出水经臭氧-生物碳技术处理后COD的去除率为80.8%，悬浮物的去除率超过90%，达到《辽宁省污水综合排放标准》的要求。臭氧-生物碳技术是可以保证油田污水处理厂处理水达标和安全排放的可靠工艺。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
二氧化氯有脱色作用，既能去除污水中铁，硫等腐蚀性还原物质又能杀灭油田废水中细菌。它利用曝气负压原理将二氧化氯经水射器投加到水中，破坏水中微生物蛋白质的部分氨基酸导致细菌死亡，达到杀菌的目的。二氧化氯是氧化性杀菌灭藻剂，它作用时间快，基本上不受水中含油、悬浮物的影响。但系统中的还原性物质对二氧化氯杀菌效果影响很大，若二氧化氯用量过大还可能导致系统腐蚀增加。周世德等在黑龙江大庆市第六采油厂深度污水站进行现场试验得出，投加二氧化氯浓度为27.5mg/L时，SRB降至6个/mL，TGB降至0.6个/mL，铁细菌降至0个/mL，杀菌率达97.6%。
氧化技术能有效去除污水中的有机污染物和还原性物质还能杀灭细菌提高出水水质。它的原理是在油田污水金属离子的催化下复合药剂氧化水中的有机污染物和构成微生物的有机物质使胶体脱稳，形成密实絮体达到与水分离的目的。它处理工艺简单、成本低，能稳定水质，对水处理的不利影响极小，是油田污水处理的新辅助方法。刘广英等进行了小试实验，说明氧化处理能提高水质，降低混凝剂加量。处理后水复合药剂的残留量极小，腐蚀速率很低，含氧量也较低。