本发明提供了一种脱气及轻重油同步分离的酚氨废水预处理装置和工艺，所述预处理装置包括罐体，所述罐体的一端设有酚氨废水进口，顶部设有轻油相出口和气相出口，底部依次设有固相出口、重油相出口和水相出口，所述罐体内从所述酚氨废水进口的一端起，依次设有三体芯管模块、沉降模块、轻油收集模块和挡流板；本发明的装置和工艺可有效将酚氨废水中的油类物质、固体颗粒和夹带气进行预处理，实现酚氨废水中的油相、固相、气相以及水相的快速协同分离，极大的减少后续设备的处理压力，与传统的酚氨废水预处理装置和工艺相比，本发明具有结构紧凑、能耗低，多相同步预处理的特点。