本发明公开了一种自生高铁化学除磷-厌氧铁氧化生物脱氮一体化装置。装置从下到上设有化学絮凝沉淀区、亚铁盐补充区、脱氮除磷区和三相分离区。化学絮凝沉淀区设有固液分离除磷区和慢速絮凝除磷区，亚铁盐补充区设有零价铁填充区，脱氮除磷区由内向外设有快速沉淀除磷区和铁氧化生物脱氮区，三相分离区设有释气区和沉淀区，沉淀区设有生物污泥排放口、回流口、溢流堰和出水口。本发明可实现除磷过程和脱氮过程的基质循环利用，利用生物脱氮自生高铁盐化学除磷剂，降低除磷成本；利用酸性高铁盐除磷反应液溶解廉价的铁渣/铁屑等零价铁，为生物脱氮提供亚铁盐基质，以废治废；利用自养生物脱氮，有效解决废水生物脱氮过程中碳源不足的问题。