一种废水亚硝化预处理设备包括串联的第一SBR反应器和第二SBR反应器，废水流入所述第一SBR反应器，所述第一SBR反应器的出水流入所述第二SBR反应器，所述第一SBR反应器用于通过序批式缺氧好氧反应处理，去除废水进水中的碳源和进行反硝化以去除部分硝态氮，同时对进水中的部分氨氮进行短程硝化以生成亚硝酸盐，而第二SBR反应器用于通过序批式缺氧好氧反应处理，对所述第一SBR反应器的出水中剩余的氨氮进行短程硝化以生成亚硝酸盐。在此还披露了一种采用该设备的废水亚硝化预处理方法。该设备/方法能够高效去除废水中的氨氮，实现出水氮元素以亚硝酸盐为主，为后续反硝化或厌氧氨氧化等处理工艺提供优质进水。