本发明提供一种污水处理系统，其包括生化池，生化池分为缺氧区和好氧区；所述缺氧区设置有原水入口和至少一个搅拌机；所述好氧区设置有曝气器、滗水器、活化菌种入口、剩余污泥出口和出水口；生化池下部设置有回流污泥管道。本发明选用CASS池作为生化池，有效实现对污泥的截留，减少污泥流失。本发明的装置和方法能迅速提高生化池的氨氮处理能力，减少温度等因素的冲击，稳定出水水质。采取一次投加足量菌种至需要浓度，多次补充投加少量菌种，用于维持菌种浓度的方式，能够短时间内提高活性污泥中硝化菌的比例。低温条件下，本方法提出的污水处理系统出水氨氮浓度低于采用传统处理系统出水氨氮浓度。