本申请公开了油水分离系统，具有油水分离部和水处理部，其中油水分离部将油水混合物分离成油和中间水，中间水进入水处理部进一步分离成重杂和水，油水分离部的粗分旋流器将油水混合物分离成轻项和重项两个支路，轻项的分离出的重产品引向重项支路富集，即对于轻项，提高分选效率；对于重项，提高分选精度，对于轻项来说，尽管牺牲了分选精度，使一部分油从第一旋流器底流中跑出，但整个轻项在分选过程中只使用了第一旋流器这一级旋流器，没有其他的旋流器进行再选和回选，这样轻项的分选非常简单，容易控制；而对于重项，第二、第三旋流器组成的闭路回选的可调性可以克服轻项的跑油缺陷，将所有的分选误差都在闭路回选中解决掉。