一种泥水分离池的应用方法属于水处理领域。传统是回流沉淀池污泥到缺氧区，由于刚到沉淀池的污泥是好氧活性污泥，沉淀池中的污泥处于缺氧状态，回流到缺氧区，再回流到好氧区，使菌群结构复杂化，导致好氧段硝化效率，缺氧段反硝化效率都受到影响；本发明节约了占地面积；泥水分离池的好氧活性污泥大比例回流到好氧区，可以提高生化段污泥浓度到3000‑7000mg/L，且不影响好氧段处理能力，提高处理效率和抗冲击负荷能力；经泥水分离池脱氧后的混合液在回流池回流到缺氧区时，溶解氧可以降低到0.5mg/L以下，防止了未脱氧的混合液含有大量溶解氧到缺氧区破坏缺氧环境，另一方面回流池可以起到深度沉淀的作用，实现进一步固液分离。