本实用新型公开了一种泥水分离一体化处理设备，包括：用于盛装分离出的泥水并使泥水初步沉淀的泥水池，泥水池的上方架设有粗料过滤装置，粗料过滤装置与泥水产生装置相连，以对由泥水产生装置输入的泥水进行粗料过滤，使过滤出的泥水向下落入泥水池中，而过滤出的粗料向外排出。泥水池连通有沉淀池，以使泥水池底层的泥浆和泥水进入沉淀池，以在沉淀池内进一步沉淀，沉淀池连通有出泥输送装置，以将沉淀出的泥浆向外排出。泥水池和沉淀池还分别连通清水池，以使泥水池和沉淀池内沉淀出的清水流入清水池存储及进一步的沉淀。本实用新型的泥水分离一体化处理设备，自动化程度高，泥水处理效果高，泥水中泥浆和清水的分离彻底，满足施工需求。