本发明提供了一种除油系统，包括一次超声处理系统、超滤膜装置、二次热馏处理系统、水循环系统，一次超声处理系统包括超声波反应室、静置槽，二次热馏处理系统包括反应釜、冷凝器、储油罐，水循环系统包括蓄水池；超声波反应室的第二进口与蓄水池连接，超声波反应室的出口连接至静置槽的入口，超声波反应室、静置槽内各设有浮油收集器，静置槽的出口连接至超滤膜装置；超滤膜装置的第一出口连接至蓄水池，超滤膜装置的第二出口连接至反应釜的入口；反应釜的第一出口连接至冷凝器的入口，冷凝器的第一出口连接至储油罐的入口。本发明提高了含油泥沙的除油效果，提高了工作效率，节约了资源。