本发明公开了一种强化污水处理过程中N₂O产生的装置与控制方法。所述装置包括原水水箱、进水泵、短程硝化液水箱、短程硝化液流进泵、产N₂O反应器、空压机。所述产N₂O反应器为一密封性SBR反应器，设有密封盖、水封装置、药剂投加口、N₂O收集管、搅拌器、曝气气体管、曝气头、DO探头和pH探头。所述方法是以污泥内碳源作为反硝化碳源，通过亚硝酸盐对N₂O还原酶活性的抑制，实现N₂O的积累；而后通过曝气将混合液中的N₂O吹脱至气相中，收集后可用于甲烷燃烧的氧化剂，来提高产能。此方法可使污水处理厂产能增加与N₂O的释放量减少，同时还可减少污泥产量，降低反硝化碳源需求量。