一种实现微污染水自养脱氮的系统与方法，属于水处理技术领域，其系统是由原水箱、预曝气池、反应池和沉淀池依次通过管道连接，原水箱与预曝气池连接，预曝气池内有黏砂块，预曝气池底部连接有气泵，预曝气池和反应池中分别插入一个DO传感器，反应池内填充附着有生物膜的悬浮填料。其方法是通过上述系统确定载体生物膜投加量，确定进水流量，确定曝气流量，确定回流量完成处理过程。本发明运行费用低，处理效率高，出水NH₄⁺-N浓度达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)要求的Ⅲ类水体水质。