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本发明提供一种反应沉淀一体化深水曝气塔及其处理工艺，深水曝气塔包括曝气塔本体，曝气塔本体的内腔上部设有曝气塔内筒，曝气塔内筒上部侧壁设有多个导流孔；曝气塔内筒的下端与曝气塔本体内壁之间设有导流板，曝气塔内筒和导流板将曝气塔本体内腔分割为沉淀区和混合反应区，曝气塔本体顶部的内侧壁设有溢流堰槽，溢流堰槽与所述曝气塔本体底面的距离为9.5m～10.5m。通过增加曝气塔的高度使曝气塔本体底部的水压增大，氧的饱和溶解度增大，提高了工作效率。本发明结构紧凑，通过曝气塔内的导流结构将曝气塔内部进行功能分区，使曝气塔内混合液的好氧反应和分离沉淀在一个设备中进行，减少了建筑费用和运行费用，提高了经济效益。