本发明公开了一种头孢类废水的处理装置，包括初沉池、兼氧池、好氧池和二沉池，所述兼氧池中设有潜水搅拌器或微量曝气装置，所述好氧池中设有微孔曝气装置，在好氧池的末端至兼氧池首端设有硝化液回流管，在二沉池至兼氧池首端设有污泥回流管；所述兼氧池和好氧池的池体比例为1:2；在所述好氧池内增设从好氧池末端至好氧池首端的好氧池内回流管。本发明的技术效果是通过增加兼氧池的池容，让污水和微生物的混合液在兼氧池的停留时间更长，从而使有机氮完全地氨化为氨氮，另外通过增设好氧内回流管则使兼氧池流入的有机物更快地向好氧池的后面部分分散，缓解好氧池首端有机物浓度过高的压力。