本发明的目的在于提供一种用于船舶洗涤脱硫系统废液的处理装置及其处理方法，包括废液缓冲罐、油水分离箱、混合器、浮选室、废液检测系统、污泥舱、高压空气水箱，废液缓冲罐中存放废液后通过水泵连通油水分离箱，油水分离箱与化学药剂箱并联后连通混合器，混合器连通浮选室，浮选室通过过滤器连通废液检测系统，经废液检测系统检测过的废液，若符合指定的标准，则排入废液储存箱，若不符合指定的标准，则循环至废液缓冲罐，污泥舱分别与油水分离箱和浮选室相连通，高压空气水箱分别与油水分离箱和浮选室相连通。本发明同时处理浮油、乳化油、颗粒以及重金属氢氧化物沉淀，使设备结构紧凑、占地面积小、节能，且处理后的含油废液稳定达标。