本实用新型公开了一种污水净化处理装置，该装置包括水解酸化池、膜基组件、三相分离器、溶解氧监测单元、水温监测单元、水温调节单元、压缩气体供给单元、污水供给单元、排气单元、排水回流单元和控制单元；膜基组件竖直安装于水解酸化池内，膜基组件的顶部与压缩气体供给单元相连通，三相分离器安装于水解酸化池的顶部，三相分离器设有液相出口和气相出口，气相出口与排气单元相连通，液相出口与排水回流单元的一端相连通，排水回流单元开设排水口，排水回流单元的另一端与污水供给单元相连通，污水供给单元与水解酸化池的底部相连通。该实用新型的装置，能够有效降解污水中的有机物，并实现单质硫的高效回收。