本发明公开了一种同步去除碳、氮、硫塔式生物反应器，包括反应器本体，所述的反应器本体自下而上分为厌氧区、缺氧区和好氧区，上述所述的厌氧区、缺氧区和好氧区的内部均设置有若干块挡板且若干块所述的挡板上下错位设置；所述的厌氧区的右侧设有填料床；所述的厌氧区和缺氧区内分别添加厌氧氨氧化颗粒污泥和自养/异养反硝化颗粒污泥；所述的好氧区内添加短程硝化轻质生物载体，并设置有若干组曝气系统，所述的缺氧区的右侧通过缺口与好氧区贯通。本发明在单一的塔式生物反应器内完成碳、氮、硫污染物的同步去除，反应器结构紧凑且可回收单质硫资源。