本发明涉及一种气浮隔油沉砂装置，包括进水管、废水处理罐和出水管，废水处理罐从下至上依次为集砂区、污泥区、混合区和分离区，分离区包括集水区和集油区，污泥区和混合区的之间设置有曝气盘，曝气盘的上方设有进水支管，进水支管连接进水管，分离区内设有三相分离器，三相分离器包括导流板和三角导流环，导流板的上部与分离区的形状相同，导流板的下部呈喇叭状，导流板外壁的上部设有溢油堰，溢油堰与出油管相连，分流区外壁的上部设有溢水堰，溢水堰与出水管相连，本发明结构简单，制造成本较低，对含油和泥砂的污水处理具有非常好的效果，适于较大水量的污水处理，出水含油量低，运行效率高，具备生化处理的能力。