本实用新型提供了一种用于处理含油废水的油水分离吸附罐。所述油水分离吸附罐包括罐体，在罐体的底部设有进口管，顶部设有出口管，并在进口管和出口管处均设有控制阀；所述罐体内由上隔离板和下隔离板分隔成三个吸油腔，所述上隔离板和下隔离板上均开设有透水孔，在下层吸油腔内填充有碳纤维吸油材料层，中层吸油腔内填充有壳聚糖亲油疏水材料层，上层吸油腔内填充有木棉吸油材料层，并在中层吸油腔上开设有检修门。本实用新型的吸附罐设置成三层，在三层罐体内填充不同的吸附材料，能够对含油废水进行处理，其处理后的废水含油量低于5ppm，达到国家规定排水含油标准。