本发明公开了一种处理硫酸盐有机废水的两相双循环厌氧装置及处理方法，属于污水处理领域，解决了现有硫酸盐有机废水处理装置存在产甲烷菌受到抑制、工艺复杂、占地面积大、处理成本较高等问题。本发明包括壳体、进水管、产酸和硫酸盐还原区、产甲烷区、沉淀区、一级三相分离器、二级三相分离器、内循环系统和外循环系统，采用内外双循环系统有效促进了反应器内泥水混合过程，特别是促进了产甲烷区的泥水混合过程，将产酸和硫酸盐还原过程与产甲烷过程分离，在一个独立的系统内完成两相厌氧过程，一方面解决两相厌氧占地面积过大的问题，另一方面解决硫化氢对产甲烷的抑制问题，从而实现硫酸盐和有机物的高效去除。