本发明公开了一种旋流强度可调节的旋流气浮装置及操作方法：包括圆柱形罐体，罐体上下两端分别设置椭圆上封头和椭圆下封头，椭圆上封头设置出油口，椭圆下封头设置出水口，罐体侧壁中上部设置切向入口管，切向入口管上设置管径调节阀，罐体内部上端内壁设置导流叶片，导流叶片起始端与切向入口管末端光滑过度衔接；罐体内部设置直径可调节的稳流筒，稳流筒两侧连接筒径调节阀，通过筒径调节阀调节稳流筒的直径，改变流体在罐体内部的等效旋转半径；所述罐体下端内部设置有圆锥形起涡器。本发明具有结构紧凑、操作简单、运行成本低、分离效率高等特点，可用于海上平台采出水的处理及陆地联合站、石化厂等的含油污水的处理。