本发明涉及一体化污水深度处理装置及其工艺，该装置的沉淀区底部设有污泥回流管，污泥回流管一端与絮凝区连接，另一端设有排泥管；滤布过滤区与消毒区上下布置且与沉淀区相邻。污水经进水管进入混合区，混合后经第一过水孔进入絮凝区，絮凝后经第二过水孔进入沉淀区，泥水在沉淀区沉淀分离后，上清液由出水堰溢流经格栅板后进入滤布过滤区，过滤后，出水经集水槽由底部网孔进入消毒区，消毒后经第三过水孔后由出水管排出，污泥部分经污泥回流管回流至絮凝区，部分经排泥管排出。本发明的工艺流程合理，装置的整体设计紧凑，占地面积省、水头损失小和加药量少。