本实用新型公开了一种油渣分离彻底的多级大型油水分离器，机体的顶部内嵌安装有滤框和杂质盒，机体的内部设置有第一分离箱，第一分离箱的进液口与所述滤框的出液口相连通，第一分离箱的内部活动连接有过滤框，过滤框上设置有超滤膜，第一分离箱的一侧连通有油管，第一分离箱的底部一侧连通有第二分离箱，第二分离箱内转动安装有两个辊筒，两个辊筒上均设有同一个油渍吸附带，第二分离箱上连通有倾斜管，倾斜管的底部内壁上设置有刮板，刮板与油渍吸附带相配合，倾斜管上连通有第三分离箱，第三分离箱上设置有吸油泵，吸油泵的出油管连通有集油箱，集油箱上设置有排油管。本实用新型可以对油水进行多次分离，提高了分离效果。