一种全自养脱氮颗粒污泥的培养装置及方法，涉及污水生物处理技术领域，特别涉及氮素污染的处理技术。本发明是为了解决现有基于厌氧氨氧化的全程自养脱氮方法中絮体污泥粒径小使得污泥浓度低、污泥沉降性能差最终导致厌氧氨氧化脱氮方法的脱氮效率低以及运行稳定性差的问题。本装置包括U反应器主体、保温系统、进水系统、排水系统、曝气系统、自动控制系统和参数监控系统。通过各部件的连接及对培养环境的设置，实现了智能控制及智能监测整个培养过程，在培养过程中先进行强曝气，促使污泥的颗粒化，然后再限氧培养厌氧氨氧化菌，成功培养出全自养脱氮颗粒污泥。本发明适用于污水处理领域。