本实用新型公开了一种高效率芬顿反应装置，包括第一加药池、第二加药池、第三加药池、芬顿反应池和空气源进管，第一加药池底部与第二加药池底部相连通，第二加药池顶部与第三加药池顶部相连通，第一加药池顶部侧壁连通设有进水管，第一加药池顶部连通设有硫酸进液管，第二加药池顶部连通设有亚铁溶液进液管，第三加药池顶部连通设有双氧水进液管，第三加药池底部与芬顿反应池底部相连通，空气源进管连通有供气主管，供气主管通过反应池支管、第一支管、第二支管、第三支管与芬顿反应池、第一加药池、第二加药池、第三加药池一一对应连通，芬顿反应池顶部侧壁连通设有出水管。本实用新型可有效降解有机物，提高了反应效率并降低了处理成本。