Метод седиментации является универсальным в технологии очистки производственных нефтесодержащих сточных вод. Его недостатком является уменьшение эффективности извлечения взвешенных веществ с уменьшением гидравлической крупности. В статье предложено совершенствование метода седиментации путем осаждения диспергированных частиц в электрическом поле, созданном электрохимическими источниками тока. Электрохимические источники тока созданы применением тонкослойных модулей, пластины которых выполнены из электроположительных и электроотрицательных материалов. Получена математическая модель процесса осаждения частиц. Скорость осаждения частиц имеет две составляющие за счет силы гравитации и электростатической силы. Величина электростатической силы определена аналитически на основании классической теории двойного электрического слоя. Установлено, что в области малых размеров частиц величина электростатической силы преобладает над гравитационной, что компенсирует отмеченный недостаток метода седиментации. На основании теоретических представлений сконструирован отстойник с электрохимическими источниками тока, на котором выполнены экспериментальные исследования, подтверждающие справедливость математической модели процесса.