本发明公开了一种水解酸化‑太阳能供电‑微藻曝气‑耦合回流供氧微氧污泥床组合装置及其应用。该装置包括水解酸化处理单元、微氧处理单元、外循环微藻复氧沉淀一体池、太阳能电池组件和补光灯；水解酸化处理单元包括水解酸化污泥床、微孔曝气装置、连接管、三相分离器、气体输送管、水解酸化剩余污泥排放管；微氧处理单元包括微氧污泥床、复氧水回流管与回流泵；微氧污泥床内设有微氧污泥填料；所述微氧污泥床通过出水管与外循环微藻复氧沉淀一体池相连接，外循环微藻复氧沉淀一体池能与多个微氧处理单元相连；所述补光灯通过蓄电池和充电控制器与太阳能电池组件相连接；该装置可应用于废水处理。