本发明公开了一种处理废水的两相两阶段厌氧生物反应器，所述反应器包括反应器本体、位于反应器本体外侧的循环水罐和加碱装置以及位于反应器本体内从下到上依次设有的生物相分离器、一级三相分离器、二级三相分离器，所述反应器本体的下部设有密封的酸化反应室，所述生物相分离器设于酸化反应室内的顶部；酸化反应室上部至一级三相分离器之间形成产甲烷主反应区，一级三相分离器与二级三相分离器之间形成产甲烷精处理区；本发明的厌氧反应器结构紧凑，占地少，在处理中高浓度制浆造纸废水或相类似的废水时有机负荷可达40kg COD/(m³.d)，在处理水量水质多变的废水过程中具有很高的稳定性和灵活性。