本实用新型提供了一种倒置AAO组合式生化池，该倒置AAO组合式生化池包括生化池本体及集成于生化池本体内的缺氧池、厌氧池、好氧池和沉淀池，其中，缺氧池连接有污水进水管，厌氧池设于缺氧池的下游，好氧池设于厌氧池的下游，沉淀池设于好氧池的下游；沉淀池用于混合液的泥水分离，沉淀池内设有用于排出上层清水的出水管及用于排出下层污泥的污泥回流管，污泥回流管与缺氧池连接，用以将沉淀池内污泥回流至缺氧池内；本实用新型的倒置AAO组合式生化池中，池内溶解氧浓度逐步、快速降低，形成局部好氧、局部缺氧环境，促进短程硝化反硝化反应，使总氮最终处理达标后进行排放，同时采用集成式结构，节省占地面积，利于小型化。