本实用新型公开了一种能实现能源回收利用的污水处理系统，包括：过滤沉砂装置分别设有污水进水口和沉沙水出口，沉沙水出口与化学强化处理池、初沉池、生化处理池和二沉池顺次连接；初沉池和二沉池的排泥管均与污泥泵房连接；污泥泵房的出泥管与浓缩池、污泥厌氧消化罐和污泥脱水机房顺次连接；污泥脱水机房分别设有污泥外运口和污泥消化脱水液排出口，污泥消化脱水液排出口与混凝沉淀池和厌氧氨氧化池顺次连接。通过设置化学强化处理池作为一级处理，提高污泥产量，实现了碳源分离，为后续能量回收及平衡奠定基础；以混凝沉淀池和厌氧氨氧化池配合对污泥消化液进行处理，有效降低消化液中的总氮对来水的冲击，保证出水达标，稳定整个系统运行。