一种多级气提与分离一体化好氧颗粒污泥反应器，包括池体和气液分离罐，池体内自下至上间隔设置有至少两个污泥膨胀气提区，除了最下层污泥膨胀气提区以外的其它污泥膨胀气提区内均设置有曝气器；池体内上部设有沉淀区和出水堰，池体的底部设置有布水管和排泥管；池体内设有气提管和回流管，气提管上端伸入气液分离罐内并与气液分离罐的进液口连接，下端伸入最下一个污泥膨胀气提区内，气提管在各个污泥膨胀气提区内均设置有提液口，回流管连接在气液分离罐与最下一个污泥膨胀气提区之间。该装置设置有多级气液气提循环和气固液分离，实现了多级气提与分离的一体化，气液循环快，传质效率高，能在运行过程中快速生成好氧颗粒污泥。