本实用新型公开了一种工件热处理后油污废水的油水分离装置，包括处理箱、分离箱、底座和过滤箱，所述底座顶端的四周均安装有支撑柱，且支撑柱的顶端安装有分离箱，所述分离箱正面的中间位置处安装有控制面板，且分离箱顶端的四周均竖直安装有连接柱，所述连接柱的顶端安装有处理箱，且处理箱底端的一端安装有贯穿分离箱顶端的通水管，所述处理箱顶端两端的中间位置处均安装有贯穿处理箱的风箱，且风箱内部的顶端安装有风机，所述处理箱顶端的中央位置处开设有进料斗。本实用新型通过平板上下运动和隔板配合对废水形成的上下层的循环搅拌，同时风机工作产生风力进行鼓气降温，从而实现对废水的搅拌曝气和降温，使得油成分更容易被分离。