剩余污泥碱性发酵开发内碳源耦合A-A-O脱氮除磷系统的装置与方法属于环境保护领域。本发明接种剩余污泥到厌氧发酵一体化设备中，将碱溶液泵入并启动搅拌器，碱溶液为间断进药。发酵液从顶部排出并进入外部沉淀区，同时A-A-O系统中一定比例的硝化液在厌氧发酵一体化设备外部沉淀区进行预反硝化脱氮，沉淀区出水在中沉池进行N、P回收，发酵液泥水分离后进入A-A-O系统进行脱氮除磷处理。A-A-O系统剩余污泥回流至厌氧发酵一体化设备内部反应区。培养条件：温度20-30℃，pH=9-10，溶解氧0-0.1mg/L。本发明解决了活性污泥发酵产酸量低的问题，又解决了A-A-O脱氮除磷系统碳源不足的问题。本方法将厌氧发酵技术、厌氧/缺氧/好氧、物理沉淀、化学沉淀技术有效的结合起来。