一种一体化脱氮组合装置，其主要由一上流式反应器和上流式固定化细菌-羊角月牙藻反应器组成。本发明还公开了利用一体化脱氮组合装置进行污水脱氮处理的方法。本发明具有脱氮效率高，投资及能耗低，占地面积小，操作简便，适用水质广泛，环境风险低等特点。