我国20世纪80～90年代建设的小旧水电站普遍缺失油污水收集与处理设施，油污直排破坏水生态且引发环保合规风险，高原山区电站因低温环境问题更突出，亟需针对性改造方案。现有研究多聚焦常规工况下的油污水处理技术，针对小旧水电站空间紧凑、运维水平有限的适配性方案较少，尤其缺乏适配高原低温环境的成熟技术体系。本文以“源头管控-过程处理-末端达标”为核心思路，结合四川甘孜江咀电站实地调研，设计“源头收集-中间预处理-核心深度处理”分级改造方案，通过工程试点验证技术与经济可行性。试点应用表明系统除油效率达99%以上，出水含油量稳定控制在5 mg/L以下，低温环境适应性优异，且具有空间占用小、自动化程度高、运维成本低的突出优势。该方案可为川西、藏东等地区同类小旧水电站环保升级提供可靠技术支撑与工程借鉴。