本发明属于污水处理领域，公开了一种序批式污水处理工艺及其生化处理构筑物优化布置方法。该生化处理构筑物包括进水调节池、出水调节池和多组生化反应池；所述进水调节池布置于构筑物中上部，进水调节池位于出水调节池上方；所述出水调节池布置于构筑物中下部，出水调节池位于进水调节池下方；所述多组生化反应池布置于进水调节池、出水调节池矩形长边的两侧。本发明优化布置的生化处理构筑物可将进、排水总持续时间控制在30min内，在生化反应阶段持续时间不变的情况下，可显著缩短生化反应池单周期持续时间、增加单池总处理水量，因而能有效减少序批式工艺二级处理构筑物的占地面积以及有效提升序批式工艺的出水水质。