一体化油水分离设备的工作原理是利用水油物理性质分离含油污水，借助水油比重差，运用自然上浮法分离废水中的可浮油和部分细分散油。根据实际使用需要，设计油水分离器的内部结构，结合浅池沉淀理论，应用异向流水分离原理以及絮流变层流的辩证关系，处理流经油水分离器污水的过程。
油水分离器中的待处理废水流速降低，水流向下，油珠上浮，再通过分离装置的多级处理，采用特殊的液位自动控制技术和斜板隔油技术，分离废水中的油。经过厂商产品测试和用户使用反馈，该设备处理废水中60um以上粒径可浮油的分离率可达90%以上，处理后的污水动植物油含量符合国家污水排放标准。此外，还可以在油水分离设备上加装气浮装置，实现50um以下油滴粒径的分离，处理效果更好，动植物油去除率提高到95%以上，可以达到废水排放国家二级标准。
一体化油水分离设备的优势：1）智能化，设备采用人性化设计，油水分离性能稳定，操作简单；2）整体采用全封闭设计，残渣、油脂、废水的排放处理和储存都在密闭箱体内完成，无泄漏无异味，更环保；3）运行高效，配合气浮装置除油率可达95%以上；4）无动力除油，不用电，减少能源耗费，节约运行成本。
油水分离器主要服务对象还是以餐厅、食堂为主的餐饮企业，也可应用于宾馆、饭店、食堂、食品加工厂、家庭厨房等含动植物油的废水处理，油田、石化工厂、船舶、加油站、机械加工制造等含矿物油的工业废水处理，还可以配合其他水处理设备使用。油水分离设备有效解决了污水排放造成的下水道阻塞、地下水污染等问题，高效节能环保，实现了含油污水的合理排放，符合国家相关废水排放标准。