本发明涉及一种石油烃污染固体废物的处理系统及方法，所述处理系统包括依次管道连接的原油采出液储罐、混合罐、超声清洗装置、离心机及微波破乳装置，所述超声清洗装置内设有棒状超声换能器及第二搅拌器，所述微波破乳装置的下方设置有油水沉降池，所述离心机的下端还连接有固相物料混合机，所述固相物料混合机内添加有稻壳粉；所述固相物料混合机通过传送带连接热解装置，所述热解装置通过管道依次连接有旋风分离器、第一段冷凝器、第二段冷凝器、第三段冷凝器及燃气储罐。本发明适于工业化的先进行超声场清洗，后利用稻壳粉与石油烃污染固体废物共催化热解，稻壳粉可降低石油烃污染固体废物热解的活化能，节约能耗。