本发明属于污水治理技术领域，具体公开了一种多级循环流移动床生物膜反应器及其应用，其包括相连通的第一反应池和第二反应池，第一反应池为缺氧反应池或厌氧反应池，第二反应池为好氧反应池；第一反应池和第二反应池出水口处均设置有穿孔筛管，穿孔筛管为一端封闭、另一端开口的圆筒状结构，且表面均匀分布多个过水孔。该反应器设置多级反应池和内回流装置，使反应器内形成循环，并在出水口处设置穿孔筛管，利用穿孔筛管特定的结构，控制过水孔处水流流速，有效避免填料堆积和流失的问题。