当今社会，含油污水污染已经相当严重，对生态平衡、自然环境等方面的破坏难以估测，而且污水及油类的回用具有很高的生态价值和经济价值，所以含油污水的处理刻不容缓。含油污水处理中应用比较广泛的方法为聚结式油水分离，有着诸多的优点，例如不需要加额外的化学药剂、不会造成二次污染以及运行成本低等。本课题进行了新型油水分离器的设计，实现了聚结罐和分离罐的一体化以及聚结和分离的同步性，解决了现有的油水分离器占地面积大的问题；并应用该装置进行了低浓度含油配水处理的研究，实现了含油污水的回用和油的回收；对于纤维层的循环再生利用进行了着重的研究，初步实现了装置的长时间运行。分离器主体选用直径为200mm的有机玻璃管，优化研究表明，选用亲油纤维A、单级纤维层、纤维层厚度为7cm、进水流量小于1.8L/min、纤维填充密度为125kg/m3的情况下处理效果最好，出水含油浓度小于0.3mg/L，符合回用标准。单因素加标实验表明，亲油纤维A作填料的情况下，该装置所能够承受的最大表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠）投加量为15mg/L，可适用的pH范围为3~9，电解质类物质的加入能够有效的提高处理效果。本装置对机油的处理效果优于润滑油，两者都优于柴油，得出了油水粘度差越大处理效果越好的结论。通过装置长时间运行的研究，提出了“挂膜”稳定理论，缩短了装置运行初期的稳定时间，从5~7d缩短为3~5h，相对提高了装置的运行效率。提出了针对于油堵问题的“前端喷射+后端反冲”的运行模式，并得出了以下运行参数：进水流量维持在0.8L/min左右，持续运行至压力为2.0mH2O左右时开始，12h反冲一次，当水压曲折上升到3.0~3.5mH2O期间进行喷射+反冲；重复运行12h反冲一次，成功的将纤维的使用周期从60h延长至150h左右；并通过改变纤维层的装填方式实现了减缓纤维层压力上升的目标。