一种油泥与含油土壤超临界CO2萃取回收综合处理工艺,将液态CO2依次通过压缩机和预热器变成超临界CO2流体后送入第一、第二萃取反应釜与经过脱水脱盐处理的油泥或含油土壤逆流接触;处理油泥时第一、第二萃取反应釜串联,处理含油土壤时第一、第二萃取反应釜并联;萃取物依次送入第一、第二分离器进行水-油-气三相分离,分离后的油份送入储罐,分离废水和含少量轻质石油烃的CO2气体送入高级氧化池,萃余物送入高级氧化池或作为洁净土壤回填,油泥脱水脱盐处理的废水先经电渗析器去除无机盐再送入高级氧化池;高级氧化池加过硫酸钠和生物炭,剩余的固液混合物送入竖流式沉淀池进行固液分离;本发明实现了油泥和含油土壤的安全处置和综合利用。