本实用新型公开了一种可应对负荷量变化大的单侧曝气废水处理装置，包括预处理单元、深度处理单元和最终处理单元，预处理单元包括砂滤池和调节池，深度处理单元包括曝气池和沉淀池，曝气池内的一侧设置有固定架，固定架上设置有仿生水草，仿生水草两端设置有缝制加工的布袋，固定架穿过所述布袋进行固定，曝气池的底部设置有曝气装置，最终处理单元包括吸附池和消毒池，待处理废水依次通过用水管连接的砂滤池、调节池、曝气池、沉淀池、吸附池和消毒池，所述调节池与所述曝气池之间的水管上设置有调节泵。本实用新型处理废水效果好可以应对负荷变动大的废水处理并长期稳定使用，产生污泥少。