本发明公开了一种兼氧膜生物反应器污水处理装置，包括设有进水口和产水口的装置本体，所述的装置本体内由进水口往产水口方向依次设有强化厌氧反应区、复合兼氧流动床MBR反应区，所述的强化厌氧反应区由至少2个串联的反应室构成，所述的反应室内填充有生物填料；所述的复合兼氧流动床MBR反应区底部设有曝气装置，所述的复合兼氧流动床MBR反应区包括流化床反应区和MBR反应区，所述的流化床反应区内悬浮有流化床填料，所述的MBR反应区内设有浸没式超滤膜组件，浸没式超滤膜组件的产水管道与产水口连接。本发明还包括采用上述污水处理装置的进行污水处理的污水处理工艺。本发明所述的污水处理装置及工艺具有污水处理效果好，产水稳定等优点。