本实用新型公开了一种流域水环境治理水质提升综合装置，包括处理罐，所述处理罐设有兼氧系统、石墨烯光催化系统和生物坝系统，所述兼氧系统包括浮筒、纤维组合填料、填料支撑和球型填料，所述填料支撑设于处理罐左下端部，所述填料支撑上设有纤维组合填料，所述石墨烯光催化系统包括固定桩、钢丝拉绳、浮球、支撑杆、石墨烯光催化网、生物载体系统和微纳米曝气装置，所述处理罐中上方设有浮球，所述浮球下端部支撑杆，所述支撑杆中部设有石墨烯光催化网，该种流域水环境治理水质提升综合装置，解决流域水环境污染负荷高的问题，可快速消除黑臭，快速复氧，改善水体微环境，激活生物体系，实现生态重建。