本实用新型公开了一种多相组合膜生物反应器，旨在提供一种能够根据进水的负荷情况，灵活调整的污水处理装置。生物反应器的首端有厌氧单元，末端有膜分离单元，中部有沉淀单元，在厌氧单元与沉淀单元、沉淀单元与膜分离单元之间分别设置有缺氧单元和/或好氧单元，所述膜分离单元内设置有膜组件。在缺氧单元、好氧单元和膜分离单元中分别有充氧装置，在沉淀单元、膜分离单元底部的污泥排放口，通过回流污泥控制阀泥回流泵与厌氧单元、缺氧单元和好氧单元底部的污泥回流口连接。本实用新型的装置设置了不同阶段污泥沉淀回流系统，可维持各生物处理阶段的菌种专性。可以根据进水的负荷情况，灵活调整。