一种同步厌氧氨氧化和厌氧甲烷氧化处理低碳氮污水的装置和方法，属于污水处理技术领域。主要包括污水厌氧产甲烷反应器、污泥厌氧消化罐、同步厌氧氨氧化和厌氧甲烷氧化反应器、短程硝化反应器、进水池、出水池；厌氧消化污泥分别接种到污水厌氧产甲烷反应器和污泥厌氧消化罐；将培养驯化好的厌氧氨氧化和反硝化型甲烷厌氧氧化菌共生菌群污泥接种到同步厌氧氨氧化和厌氧甲烷氧化反应器中，将培养驯化好的短程硝化污泥接种到短程硝化反应器中，进行污水处理。本发明解决污水脱氮处理中有机碳源不足、C/N比偏低的矛盾。