本发明涉及废水脱盐技术领域，公开了一种高盐废水脱盐处理装置，包括处理箱，所述处理箱一端连通有进液箱，进料箱上设置有进液分流机构，所述处理箱内部沿着废水流动方向依次固定安装有隔板a和隔板b，所述隔板a与隔板b所形成的处理箱内部区域设置有膜交换脱盐机构，所述隔板b与处理箱内壁形成的内部区域内设置有絮凝脱盐机构，所述处理箱上还连通有浓缩蒸发脱盐机构。本发明，结构合理，设计新颖，通过设置的膜交换机构、絮凝机构以及浓缩蒸发机构之间的相互配合，实现了高盐废水的多重高效脱盐作用，大大提高了高盐废水的脱盐质量以及脱盐效率，实用性强，可靠性高。