油水分离器分两级。一级分离〈粗分离〉是根据油和水比重的不同从而达到分离效果的即重力分离。大颗粒的油份被分离出来聚集在一级分离室的上部，到达一定位置被油位探测器探测到后，电磁阀动作油自动排出。

在一级分离中，比重大的油渣等杂物也被分离沉积在分离筒底部，这需要定期手动打开泄放阀排出。
 

二级分离〈细分离〉过程中，混在水中细小的油粒被装在二级分离室中用特殊材料制成的凝聚器捕捉（试验显示处理过的水油份浓度小于5ppm）即吸附分离。分离出来的油聚集在二级分离室的上部，到达一定位置被油位探测器探测到后，电磁阀动作油自动排出。处理后的干净水排出舷外。如果分离后油份浓度超过15ppm，那么油份探测装置动作发出警报并同时给污水泵一个信号，污水泵将自动停止运行。 

几点建议
⑴油水分离设备和所有的连接管系应当至少每六个月检验和清洗一次，如有可能，过滤设备应当每个月清洗一次。油份计也应当每年检测一次，并且至少每五年由生产厂家的技术员校准一次（本规定是加拿大的强制规定，并且有可能被其他国家所采纳）。
⑵油水分离设备的操作指南和操作程序图必须张贴在油水分离设备上，并且内容应当尽可能简单明了，清楚可读。 
⑶如果凝聚器清洗后两极间压差仍超过0.6kg，说明其使用寿命已到极限需换新。 
⑷油水分离器的操作应专人负责，并且不允许在晚上开启运行。 
⑸油水分离器停止运行时应使用海水冲洗并保持水压在0.8—1.0kg。如在寒冷地区则应将内部的水放空，以防冻裂。 
⑹船上应备有足够的油水分离设备的备件