本实用新型公开了一种微生物结合微纳米分层内回流技术的除臭装置，涉及污水处理技术领域，包括除臭保温箱体，所述除臭保温箱体内部的底部设置有自由基反应仓，所述自由基反应仓的顶部设置有生物填料，所述生物填料的顶部设置有膨胀页岩，所述除臭保温箱体一侧的底部设置有进风口，所述除臭保温箱体另一侧的底部设置有微纳米装置；本实用新型通过自由基反应仓、生物填料、膨胀页岩、微纳米装置、自养细菌制备装置、收水除雾器、强化生物填料的相互配合，装置可对进气进行多次过滤净化后，使气体达标后进行排放，可将气体中的污染物降解后，再将污染物进行分解，实现自净功能。