过滤一般用于去除水中的分散油和乳化油。可分为滤料过滤、聚结过滤、膜过滤和吸附过滤等。滤料过滤采用石英砂、核桃壳等滤料，通过润湿聚结和碰撞聚结作用，去除油和悬浮物。优点是出水水质好，缺点是易堵塞、适应负荷变化能力弱。西门子公司开发的脉冲核桃壳过滤器，在BPValhall平台进行的试验表明进水含油量在55～65mg/L时，过滤器除油率大于92%，出水含油量2～5mg/L。聚结过滤采用疏水材料作为滤料，将细小的油滴聚结增大，利于分离。EARTH公司研发的TORR技术将过滤、聚结和重力分离相结合，形成一种自洁式废水过滤体系。采用的吸附介质是加拿大的EARTH公司开发并获专利的可重复使用的石油吸收剂(RPA)，是一种亲油疏水、无毒的热固性聚合物材质。作为过滤剂和聚结剂，它的亲油疏水性强，能够吸收小到2μm的乳状液。在北海油田开展的试验表明，进水平均含油量98.2mg/L，经处理后平均含油量2.9mg/L。
膜过滤具有高除油率、无需添加化学药剂、低能耗和占地空间少等特点，研究较多的是微滤和超滤，但由于分离的长期有效性和工艺的经济性等因素，膜技术在海上油田应用尚停留在室内研究和小型现场试验阶段。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
吸附过滤是用于去除溶解性烃类的技术。吸附柱中填充多孔渗水的固体吸附介质，废水流经吸附柱时，烃类污染物在吸附剂表面黏附并存留于多孔结构中。OPS设计了一种吸附介质RM25，是一种直径2～8mm，由高效表面活性剂化学包覆的黏土或淀粉基颗粒。其吸油能力是活性炭的5倍，每去除1kg油的操作费用比活性炭低30%。在北海油田某平台的应用，出水含油量<5mg/L，PAH和BTEX<0.1mg/L，滤料更换周期为6个月。