本发明的单池型交替进水和曝气的污水脱氮除磷系统，包括调节池、进水泵、进水换向闸、出水汇集闸、鼓风机、时间控制器和多个反应池，每个反应池只有进水阶段和曝气阶段，鼓风机的输出端经气体换向阀与不同的反应池相通，气体换向阀在时间控制器的控制作用下将空气送入不同的反应池。本发明的污水脱氮除磷系统的工艺包括：a).进水搅拌；b).缺氧、厌氧反应；c).检测进水是否完毕；d).曝气作业；e).好氧反应；f).检测曝气是否完毕。本发明污水脱氮除磷系统和方法，采用多个反应池，在同一个反应池中就实现了脱氮过程中的氨化、硝化和反硝化，以及除磷过程中聚磷菌的储备能量和吸磷过程，不仅降低了污水处理过程中能源消耗，而且加快了污水处理效率。且具有基建和运行成本小、流程简单和易于操作管理的优点。