本发明涉及一种高浓度废水COD和N同池同步降解工艺及装置，在一个生化池底部设置二套曝气装置，并通过功能性隔墙将该生化池分隔为不同溶解氧控制的第一格曝气区和第二格曝气区；废水与回流液在第一格曝气区进水端混合并曝气，第一格曝气区末端混合液流入第二格曝气区并曝气，在第一格曝气区和第二格曝气区进行COD和N的降解，第二格曝气区末端的混合液一部分回流至第一格曝气区进水端，另一部分进入泥水分离装置，泥水分离后的清水排放；第一格曝气区溶解氧控制范围0.1~0.5mg/L，第二格曝气区溶解氧根据废水性质控制范围0.1～1.8mg/L。本发明的有益效果为：本发明提高了生物同步脱氮工艺的COD去除效率，实现COD和N同池同步降解，工艺可用于生活污水处理，更适用于高浓度COD和N并存的工业废水处理。