本发明涉及一种经组合生物膜过程深度脱氮的污水处理方法，将限氧生物膜反应器和缺氧生物膜反应器串联；调节限氧生物膜反应器内的溶解氧、污水停留时间及生物固体停留时间，实现短程硝化效能，并存在全程硝化及同时硝化反硝化脱氮，以达到限氧生物膜反应器出水中氨氮与亚硝酸盐氮含量比接近1∶1；调节缺氧生物膜反应器内污水停留时间及生物固体停留时间，利用活性炭对难降解有机物的吸附作用和限氧段的出水水质特性，实现异养反硝化脱氮及厌氧氨氧化脱氮。与现有技术相比，本发明通过限氧与缺氧组合式生物膜处理过程，实现限氧段强化短程硝化，缺氧段异养与自养同时脱氮效能，达到对低有机物浓度、低碳氮比污水的深度脱氮效果。