本发明设计一种用于汽车涂装废水油水分离净化系统，包括废水收集系统、粗分离系统、水分离型旋流器、油分离型旋流器，以及连接用的管道，其特征在于：所述粗分离系统包括多级过滤塔和低沸点蒸发装置，涂装废水经过废水收集系统的收集分化，进入多级过滤塔过滤后，进入低沸点蒸发装置，由低沸点蒸发装置流出的高沸点废水进入水分离型旋流器，低沸点废水进入油分离型旋流器，多级过滤塔和低沸点蒸发装置均与尾气净化装置连通，所述尾气净化装置的喷淋水连接油分离型旋流器的水相出口。将废水分成两路分别处理，处理量大，提高废水处理效率，并且提高油水分离效果，并且还将处理废水过程中的废气进行了净化，使得废水处理过程中产生的不愉快气味或者有毒、刺激性气味进行处理。