本实用新型提供了一种用于底泥余水处理设备的生化处理系统，包括厌氧单元和好氧单元，所述厌氧单元包括多个依次连通的厌氧池，所述好氧单元包括多个依次连通的好氧池，位于所述厌氧单元末端的所述厌氧池与位于所述好氧单元首端的所述好氧池连通；所述厌氧池内设有厌氧填料，所述好氧池内设有好氧填料，所述厌氧池和所述好氧池内均设有曝气装置。本实用新型提供的用于底泥余水处理设备的生化处理系统通过多级反应机理延长厌氧反应时间和好氧反应时间，能够有效去除总氮、氨氮和总磷，在排放过程中不会因总氮和氨氮带来新的二次污染。