本发明涉及一种高效低能耗污水处理工艺及装置，其装置包括依次设置的预处理沉淀单元、水解酸化单元、厌氧好氧耦合生化处理单元和滤池单元，厌氧好氧耦合生化处理单元包括好氧反应单元、微生物反应单元和厌氧反应单元，厌氧反应单元与微生物反应单元并联进水，微生物反应单元与好氧反应单元串联构成推流系统，厌氧反应单元出水经过微生物反应单元后进入好氧单元。本发明通过水解酸化、微氧化、好氧厌氧耦合工艺，可以有效减少污水的停留时间，降低污水运行能耗，从而降低运行成本，通过厌氧好氧耦合工艺减少生化污泥的产量。本发明的污水处理装置具有结构紧凑、占地面积小、投资省、设备无易损件、易于管理和维护、抗冲击负荷能力强等优点。