一种工件热处理后油污废水的油水分离装置，包括储水沉淀池，储水沉淀池的顶部设有用于吸附污油的吸附装置，吸附装置包括吸附轮和安装轴，吸附轮套设在安装轴上，安装轴的一端安装有齿轮，安装轴的另一端固定连接有电机，电机的底部固定有安装板，安装板的底部设有滑槽；储水沉淀池顶部的一侧固定有齿条，齿轮与齿条啮合，储水沉淀池顶部的另一侧固定有滑轨，滑轨与齿条平行设置，滑轨与滑槽配合。本实用新型中储水沉淀池用于将油污废水进行沉淀，使污油漂浮在上层，电机带动安装轴转动，安装轴带动吸附轮和齿轮转动，通过齿轮与齿条啮合，吸附装置沿齿条的延伸方向移动，电机底部的安装板沿滑轨移动，吸附轮将漂浮在水顶部的污油吸附。