本公开提供一种油泥处理系统，所述油泥处理系统包括：预混装置，所述预混装置接收预处理油泥和固体残渣并进行搅拌混合，以形成预混油泥；微波热解析装置，所述微波热解析装置从所述预混装置接收预混油泥，将所述预混油泥进行热解析并分离出热解气；油气分离装置，所述油气分离装置从所述微波热解析装置接收热解气，并对所述热解气进行油气分离，以获得回收油和不凝气；冷却装置，用于对所述微波热解析装置中生成的固体残渣进行冷却，冷却后的所述固体残渣用于投入到所述预混装置中，通过向预处理油泥中添加固体残渣，以降低油泥的含水率，且无需其他能量损耗，从而提高了能量利用率。