本实用新型提供了一种港口洗舱综合废水的分质处理系统，包括检测分质机构、废水预处理单元、综合废水调节池、生化处理单元和臭氧反应塔；废水预处理单元包括酸碱中和处理机构、清洗废水处理机构、苯废水处理机构及余类化学品处理机构，所述酸碱中和处理机构、清洗废水处理机构、苯废水处理机构及余类化学品处理机构的进水口均与检测分质机构的出料口连接，其出水口均与综合废水调节池的进水口连接，综合废水调节池的出水口与生化处理单元的进水口连接，生化处理单元的出水口与臭氧反应塔的进料口连接。该实用新型对含不同有机化学品的综合废水进行分类，根据各类废水特点，采用不同工艺分质进行处理，在保证出水达标情况下尽可能的降低运行成本。