本实用新型公开了一种污废水深度处理系统，污废水通过液体泵A进入初次曝气装置的下端部，初次曝气装置的上端部出水给水解酸化装置的下端部，水解酸化装置的上端部出水给强化曝气装置的下端部，强化曝气装置的上端部出水给两个或多个SBR处理装置的下端部，SBR处理装置的滗水器出水给紫外消毒装置，经消毒后流入清水池；SBR处理装置向初次曝气装置中回流下端部的污泥、强化曝气装置向水解酸化装置中回流下端部的活性污泥混合液；自动控制装置控制各装置中的水力停留时间、曝气量、底部污泥回流比和SBR处理装置的进水、曝气、沉淀与出水的交替运行时间。本实用新型能一次性有效降解城市污废水或高浓度有机工业废水中的污染物，实现同步脱氮除磷，少产生剩余污泥，集中程度高，占地面积小，运行稳定。