本发明公开了一种污泥碱解碳源化装置，包括上端敞口的罐体，内设一个上端敞口的内筒体，在内筒体的中部的内壁上设置有挡泥板，挡泥板将该内筒体的内部空间分隔成污泥碱解区和中间复合反应区；污泥碱解区还连通有进泥管和碱液输送管；在中间复合反应区连通有缓冲液输送管；内筒体的底部和所述罐体的底部之间的区域构成完全酸化区，内筒体的侧壁和罐体的侧壁之间的区域构成泥水分离区；内筒体的底部开有若干过泥孔；在完全酸化区设置有水平旋转的酸化区搅拌桨；内筒体上端高于罐体，以形成溢流堰。本发明实现了剩余污泥资源化利用并集污泥碱解、酸化以及泥水分离功能于一体，简化了设备，节省占地。整个装置可以自动化操作，运行能耗低，操作简便。