本发明涉及一种剩余污泥发酵耦合AO生物脱氮的装置和方法，属于低C/N污水处理、污泥减量及氮磷回收的技术领域。所述方法包括AO装置，二沉池，贮泥箱，发酵装置，发酵液分离池，脱氮除磷池，原水箱。方法是：剩余污泥在发酵装置中进行厌氧发酵产酸，产生的发酵液经脱氮除磷后用做AO装置进水的外加碳源，从而改善AO系统进水的C/N；AO装置进水先经过缺氧区进行反硝化，再经过好氧区进行硝化，去除生活污水中的氮，AO装置的剩余污泥直接排入发酵装置内用于发酵产酸，减少了AO装置的污泥排放量，同时在氮磷回收装置采用鸟粪石法回收氮磷。