本实用新型涉及废水处理技术领域，具体涉及一种高效含油废水处理装置，包括加药池和分离罐，所述分离罐由上自下依次设置有过滤段、分离段以及吸附段，所述过滤段内设置有过滤格栅，所述过滤格栅与所述分离罐可拆卸连接，所述分离段内固定安装有若干过滤膜，所述吸附段内填充有吸附填料，所述加药池上设置有进水管道，所述分离罐的底部设置有出水管道，所述加药池通过输送管道与所述过滤段的顶部连通，所述输送管道上设置有输送泵。所述高效含油废水处理装置结构设计简单合理，且通过多种处理手段有效且地提高了含油废水中油分的去除率，适用于含油废水的高效处理，有效减轻环保负担。