本实用新型公开了一种适于城市老城区的集成式污水处理设备，涉及污水处理技术领域，包括污水处理罐，由所述污水处理罐的一端到另一端、其内部空间依次分割为化粪池、好氧池以及沉淀池，所述化粪池包括前处理段和设置在所述前处理段和所述好氧池之间的厌氧段，所述好氧池设有曝气装置，所述污水处理罐上设有黑水进水管、灰水进水管以及排水管，所述黑水进水管与所述前处理段相连通，所述灰水进水管与所述厌氧段相连通，所述排水管和所述沉淀池相连通。如此设置，能够同时解决老城区中黑水和灰水的处理问题，黑水经化粪池处理后其碳氮比较低，灰水便恰好能够提供有机碳源，使得最终污水中氨氮的去除效率得到提高。