本发明公开了一种反硝化与沉淀一体化的污水处理装置及其处理工艺，该处理装置包括一污水处理池，所述污水处理池自下而上依次设置有由活性污泥构成的污泥层、下缓冲层、下层斜管、上缓冲层、上层斜管以及出水渠，在污泥层中设置有刮泥机用于将流入的污水与污泥层搅拌混合，以达到反硝化作用和截留悬浮固体；在上、下层斜管中附着有富含反硝化细菌的污泥以达到强化反硝化作用和固液分离的目的。本发明的优点是，TN与COD的去除率能够同时提高，处理装置成功实现亚硝酸盐、硝酸盐及COD的同时稳定去除，期间污水中TN及COD的最高去除效率分别达58%和23%；应用本组合工艺达到占地面积小、运行管理简便、负荷率高、水力停留时间短、处理效果好。