一种多级气提与分离一体化厌氧处理装置，包括池体和气液分离罐，气液分离罐设置在池体的顶部，池体内自下至上间隔设置有至少两个锥形污泥膨胀区，池体的底部设置有布水管；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，下端伸入最下一个锥形污泥膨胀区内，气提管在各个锥形污泥膨胀区内均设置有提液口，回流管上端与气液分离罐的底部连接，下端伸入到最下一个锥形污泥膨胀区的上方；气液分离罐呈蜗壳状，其上设置有进液口和排气口。该装置设置有多级气液气提和气固液分离，气液循环快，传质效率高，絮状污泥启动快速，颗粒污泥增长快，实现了多级气提与分离的一体化，操作简单，运行方便，处理能耗低、效率高，出水水质稳定。