本实用新型公开了一种油水分离装置，包括装置外壳，在装置外壳的前端设置有进水口，在装置外壳的后端设置有出水口，在装置外壳的内部、靠近进水口的位置设置有用于阻挡水流的限流板；在装置外壳的内部、靠近出水口的位置设置有隔油板，在装置外壳的底部设置有用于排出油脂及残渣的排污口，靠近进水口的装置外壳的内壁与限流板之间形成用于隔离沉淀废水中残渣的隔渣区，隔油板和限流板之间形成用于将废水中油脂悬浮并隔离储存的隔油区，靠近出水口的装置外壳的内壁与隔油板之间形成油水分离区，在出水口设置有向下延伸至油水分离区的液位分离平衡管。该油水分离装置可对废水中的残渣和油脂进行逐级分离。