本实用新型属于废液焚烧处理领域，涉及一种废液富氧焚烧装置，包括相互连通的焚烧炉和燃烧器，所述燃烧器上设有一次空气通道、二次空气通道、氧枪和废液枪；所述一次空气通道沿所述燃烧器的轴线环绕设置，所述二次空气通道设置在所述一次空气通道的外侧；所述氧枪和废液枪设置在一次空气通道内；所述氧枪上设有氧气调节阀。本实用新型可在富氧和常规燃烧两种模式下运行，当煤气热值变化时，可通过调增富氧浓度来满足加热工艺温度的要求，同时可调整一、二次空气比例来控制火焰特性。通过在废液焚烧炉上实施富氧燃烧，可使焚烧炉能够更加灵活地满足不同热值废液焚烧的需求，有效降低额外能耗，大大减少烟气量，降低烟气后处理成本，实现节能减排。