本发明公开了一种双膜微气泡氧化还原尾气处理方法及其装置，该尾气处理方法利用液相膜氧化剂和气相膜氧化剂产生双膜微气泡在双膜塔内对有机废气进行处理，并对处理后的氧化性气泡进行破除还原。该尾气处理装置包括微气泡发生装置、双膜塔、还原塔、液封罐和循环泵；微气泡发生装置通过管道经溶气罐连接双膜塔顶部的分布器，双膜塔的底部通过管道经第一过滤器连接微气泡发生装置；微气泡发生装置的顶部与还原塔的底部相连通；以及液封罐通过管道经循环泵连接还原塔顶部的分布器。本发明的双膜微气泡氧化还原尾气处理方法及其装置，可深度处理有机废气，达到理性效果；且其投资少，设计灵活，运行安全、稳定、费用低。