本实用新型涉及一种三相分离器及污水处理装置，三相分离器包括沿第一方向间隔设置的多层集气罩，每层集气罩包括沿第二方向间隔设置的多个集气罩，最顶层的集气罩的上方形成有沉淀区，最底层的集气罩的下方形成有混合区，同层集气罩中相邻两个集气罩之间的间隙形成过流口，集气罩用于在污水从下至上流经集气罩自身时隔挡并收集污水中的气体，过流口用于供污水中剩余的污泥和水体流入沉淀区进行泥水分离，并用于供沉淀区内分离的污泥向下回流至混合区，在同层集气罩中，相邻两个集气罩相互朝向的一侧在第一方向上的投影部分重叠，以阻挡污水中的气体经过流口进入沉淀区，避免该气体进入沉淀区内部对污水中剩余的污泥和水体之间的分离造成干扰。