本发明公开了一种采用热泵的热力废水处理装置，包括：废水蒸发器、热泵和废水循环泵；废水蒸发器从上至下由废水除氧区、饱和蒸汽区、除雾器、高浓度废水滞留区、换热区、疏水储存区和高浓度废水分配区组成。此外，本发明还公开一种采用热泵的热力废水处理方法，将废水先蒸发成水蒸汽，利用热泵提高蒸汽参数后供给换热区的高浓度废水冷却放热后成合格的冷凝水疏水外排。高浓度废水吸收高参数蒸汽的汽化潜热后又有部分高浓度废水蒸发成水蒸汽，完成一个热量循环。本发明只在启动的过程中需要热量，其他时间利用装置内的热量循环，以降低装置能耗，本发明装置简单，占地面积小，成本低，且废水的出水位冷凝水品质能达到国家高标准。