本实用新型公开了一种泥膜共生污水处理装置，泥膜共生污水处理装置包括腔体以及腔体的底部设置有搅拌曝气器、进水配水管和污泥排放管；还包括布置在所述好氧区内泥的泥水沉淀分离器，还包括布置在所述兼氧区的固定生物填料或悬浮生物填料，构成生物膜法的生物载体；还包括供氧曝气器以及硝化液回流管，用于将所述好氧区的硝化混合液引流到兼氧区。垂直方向上布置兼氧区和好氧区，能显著提高降解效果，再通过设置的搅拌曝气器、供氧曝气器和泥水沉淀分离器，取得非常优异的污水处理效果。