本发明属于电化学水处理技术领域，涉及一种多孔基质负载的多层电极电化学废水处理装置、其制备方法及其使用方法。本发明包括阴极单元和至少2个阳极，阳极设置于阴极单元相对的两侧；阴极单元包括至少2个阴极，阴极的排列方式为由一侧阳极向另一侧依次设置；阴极材料为石墨毡，任意两个相邻的阴极上供应的电位不同，任意两个相邻的阴极上的负载不相同。本发明相比传统直流供电方式，可以提高电流效率，使污染物处理更高效，提高电极处理效果，节省能耗，解决了现有技术的电极处理效果差、使用能耗高的问题。