本申请公开了一种含油废水的处理系统，包括与三相分离机连通的反应罐、叠螺机、第一级气浮机、第二级气浮机、吸附处理装置和储泥池，反应罐顶端设有罐体加药口，反应罐底部设有罐体出泥口，叠螺机进口与罐体出泥口连通，第一级气浮机进水口与反应罐出水口和叠螺机出水口连通，第二级气浮机进水口与第一级气浮机出水口连通，吸附处理装置与第二级气浮机出水口连通，第一级气浮机和第二级气浮机设有加药口和出泥口，第一级气浮机和第二级气浮机出泥口与叠螺机进口连通。如此设置，解决了现有的小型污水处理厂不能满足对含油废水的处理需求量和对含泥量较高的含油废水使用气浮机处理的时候，处理效果差，加入药剂量多而增加成本的问题。