一种一体式自养生物脱氮协同化学除磷反应器，包括反应器本体、设于反应器内部的若干隔板和套筒，反应器本体自下而上设有布水单元、排渣单元、反应单元、三相分离单元、出水排气单元；反应单元被隔板和套筒分为全程自养脱氮反应区、化学除磷区、回流溶解区、反硝化脱氮区；布水单元设有进水口、曝气头；排渣单元在反应器回流溶解区和化学除磷区底端，设有排渣口；三相分离单元在全程自养脱氮反应区和反硝化脱氮区顶部设有导流隔板；出水排气单元包括出水槽、出水口、集气罩、排气口。本发明的有益效果是：利用溶解铁屑、铁渣等工业废弃物提供脱氮基质，既节省碳源，又脱氮彻底，以废治废的同时还能实现磷资源的回收利用，一举多得。