本发明公开了一种含乳化油污水物理破乳处理装置及其处理方法，该装置包括油气水三相分离器和沉降罐、多孔板破乳系统、油水聚结系统和管式膜错流过滤系统，多孔板破乳系统内设置有用于截留污水的多孔板，油水聚结系统箱体中设有由若干个倒“√”字型板组成的表面呈波浪形的聚结板（16），倒“√”字型板的顶端设置有浮油孔。本发明可用于油田含乳化油污水精细化处理，油田采出液经过沉降罐沉降分离后，利用多孔板破乳系统进行在线破乳，破乳后的微小油滴经过油水聚结系统聚结分离，聚结分离后的浮油可以回收，处理后的含油污水经过管式膜错流系统进行进一步分离。本发明采用纯物理方法处理，整个装置结构简单、维护方便、处理效率高。