本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种高效除油器及含该高效除油器的含油废水预处理系统。高效除油器包括至少两级气浮处理装置，每一级气浮处理装置沿着水流方向均与其相邻的气浮处理装置相连通；所述气浮处理装置的旁侧设置有泥斗，且每一级气浮处理装置的上侧均设置有将气浮处理装置中的浮泥刮送至泥斗的刮泥器；除油器还包括通过送水管向所述气浮处理装置中输送溶气水的溶气泵。含油废水预处理系统则由高浓度含油废水预处理段、低浓度含油废水预处理段构成。本含油废水预处理系统采取高低浓度分质处理的工艺路线，运行成本低，污染物去除或降解效率高。同时本系统也可适用于其他各类高浓度、难降解含油废水的预处理，或作工艺装置配套。