本实用新型公开了一种新型的含油废水深度处理装置，涉及含油废水处理领域，包括废水调节箱，所述废水调节箱的内部位于前置过滤网的下方设置有玻纤过滤网，所述废水调节箱的一侧通过水管连接有第一抽水泵，且第一抽水泵通过水管连接有分解池，所述分解池的顶部设置有排气孔，且分解池内部的底端设置有加热管。本实用新型打开油阀使分解池内部的油通过污水泵抽到蓄油池中，从而使含油水中的油和水进行区分，当集水池中的水经过活性炭过滤网时通过抽水泵抽到第二集水池中，并且通过二氧化氯与第二集水池内部的水进行溶解，使二氧化氯对水中所含有的细菌、臭气进行分解氧化，从而达到排放与回收的作用。