有机絮凝剂可分为有机小分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂，还可分为合成有机高分子絮凝剂、天然改性高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。有机絮凝剂具有用量低、形成絮体大且沉降快﹑腐蚀性小、效率高等优点，不易产生沉淀，有利于排污。因此，有机絮凝剂的研究逐渐成为一个热点，并形成一个新的研究领域。
二硫代氨基甲酸盐(DTC)是20世纪90年代美国开发的新型有机硫类小分子絮凝剂，具有除油，杀菌，缓蚀，阻垢等多种功用，在处理墨西哥湾和北海油田含油污水中发挥了非常重要的作用，将仅能达到除油至60～70mg/L的水降低至1～2mg/L，效果十分明显。葛际江等合成了4种简单分子结构的二硫代氨基甲酸盐，考查了其对胜利油田采油污水的处理效果，并探讨了其除油机理。通过实验发现分子中含有两个以上二硫代甲酸根的二硫代氨基甲酸盐，由于能与污水中的Fe2+生成网状结构的絮体，除油效果好。
李丽等采用溶剂法由三乙烯四胺与二硫化碳合成了DTC，以含原油350mg/L、含悬浮固体55.1mg/L、含Fe2+10.0mg/L的模拟污水为实验水样，考察了该DTC的絮凝性能。通过实验发现DTC适宜pH范围在4～8，适宜温度范围为10～45℃，DTC的除油率随污水中Fe2+浓度增大而显著增大。当污水中不含Fe2+时，DTC无絮凝除油效果。三乙烯四胺DTC可与Fe2+形成立体网状结构的絮体，通过絮体的卷扫、网捕作用去除油和悬浮物。
2.2.1合成有机高分子絮凝剂合成有机高分子絮凝剂相对分子质量大、官能团多，而且还可根据不同污水的处理需要，调节分子量和官能团。在油田水处理中广泛应用的合成有机高分子絮凝剂主要有聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)等。聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺单体聚合而成的有机高分子聚合物，无色无味、无臭、易溶于水，无腐蚀性。按所带电性可分为阳离子型(CPAM)、阴离子型(APAM)、非离子型和两性离子型四种类型。聚丙烯酰胺的絮凝机理以吸附架桥为主。与其它混凝剂一起使用，会产生良好的协同效应。由于采油污水中固体悬浮物、油珠等均带负电，阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)不仅吸附架桥能力强，而且具有电中和能力，处理效果好，故阳离子型聚丙烯酰胺在采油污水处理中应用较多。
赵娜娜等将丙烯酰胺(AM)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)通过水溶液自由基聚合合成了一系列阳离子度不同的高分子絮凝剂(AM-DAC)，研究了其对渤海油田现场污水的絮凝性质和机理。实验结果表明，阳离子度为70%的聚合物对含油污水处理效果最好，去油率可达93.1%;他们从分子间相互作用和超分子结构原理出发，通过向高分子絮凝剂的分子骨架上引入同时兼有疏水功能和高空间位阻效应的功能基团，制备了一种疏水改性高分子阳离子絮凝剂HAP。通过实验发现，HAP能够大大加强聚合物与油滴及悬浮颗粒间的相互作用，能更加有效地去除污水中油组分和其它非极性组分，对渤海油田油田污水的去除率可达97.8%。
二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC，简称DM)
与丙烯酰胺(AM)的共聚物P(AM-DM)具有良好的吸附性、抗剪切性、耐温性，在石油﹑日化﹑纺织等领域被广泛应用。屈撑囤等用反相乳液聚合方法合成了P(AM-DM)，讨论了单体浓度、引发剂、反应温度、反应时间等对聚合物特征黏数的影响。用P(AM-DM)聚合物处理辽河油田、胜利油田的含油污水，当特征黏数超过12万且其质量比为1.0mg/kg时，处理后水的透光率可达到90%以上。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
刘晓群[15]等用自由基聚合法合成了阳离子型有机高分子絮凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)，并研究了PDMDAAC作为絮凝剂在辽河油田冷家采油厂污水处理中的应用。通过实验发现，当加药量为15mg/L时，污水中油的去除率达到97.7%，悬浮物的去除率达到94.9%。进一步增加药量会造成体系内正电荷过于密集，形成电荷翻转，反而不利于净水效果。
徐玉霞[16]等将丙烯酰胺(AM)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)、丙烯酸(AA)、N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)在水溶液中共聚合得到两亲离子型高分子絮凝剂P(AM/DAC/AA/DMAM)，在处理辽河油田稠油污水的时候，P(AM/DAC/AA/DMAM)絮凝剂在投加量为5mg/L时，除悬浮物率和除油率分别可以达到64.51%和81.05%，优于其它类型的絮凝剂。
2.2.2改性天然有机高分子絮凝剂近20年来，合成有机高分子絮凝剂发展很快，但是存在着生物降解难、残留单体有毒等问题，其应用受到一定的限制。国外的相关学者结合各国的天然资源的实际情况，对天然高分子化合物进行改性，进一步拓宽了有机高分子絮凝剂的研究领域。
与合成有机高分子絮凝剂相比，改性后的天然有机高分子絮凝剂具有廉价、无毒、高效、可生物降解、原料来源广等优点。
目前天然改性高分子絮凝剂可以分为淀粉衍生物、纤维素衍生物、植物胶改性产物、木质素衍生物、单宁衍生物、壳聚糖衍生物等类别，产量约占高分子絮凝剂总量的20%。其中最有发展潜力的是水溶性淀粉衍生物絮凝剂。
余兰兰等对玉米淀粉进行改性，合成了一种新型有机絮凝剂SZYA，考查了其对胜利油田聚南八联合站含聚污水的处理效果。通过实验发现SZYA絮凝剂对胜利油田聚南八联合站含聚污水中乳化油、悬浮物有很高的去除率，具有较好的絮凝性能。
杨林等利用制浆造纸工业中的副产物——碱木素为原料，通过化学改性，制备出含二硫代氨基甲酸盐基团的改性木质素除油絮凝剂MLOF，并考查了MLOF对山东某油田含油废水的处理效果。实验结果表明：当含油废水的pH值为6.7，絮凝剂的加量为35mg/L时，含油废水中油、CODCr、固体悬浮物(SS)和色度的去除率分别达到88.2%，71.5%，90.5%和93.7%;温度对絮凝效果影响很小。在不同絮凝剂处理气井废水的对比实验中，MLOF的絮凝性能明显优于聚合氯化铝、聚合硫酸铁以及聚丙烯酰胺。
李敏[19]等以红薯淀粉为原料合成了一种阳离子型高分子絮凝剂F4，并考察了各因素对合成的影响。研究结果表明：接枝共聚的最佳合成条件为：
淀粉5g，引发剂0.35g，丙烯酰胺10g，反应温度50℃，反应时间3h;阳离子化条件为：氢氧化钠0.08g，阳离子醚化剂3g，反应温度70℃，反应时间2h。
2.2.3微生物絮凝剂微生物絮凝剂是20世纪80年代后期开发出来的一类由微生物产生的具有絮凝功能的高分子有机物，主要有糖蛋白、粘多糖、纤维素和核酸等。微生物絮凝剂拥有絮凝范畴广、活性高、安全无毒、不污染环境等特色，作用条件粗放，大多不受离子强度、pH值及温度的影响，因此可以广泛应用于污水和工业废水处理中。