本发明公开了一种一体化生物脱氮装置其处理废水的方法，所述生物脱氮装置包括好氧反应池、沉淀池、废水池、进水泵、鼓风机、污泥回流泵和曝气器，所述好氧反应池内添加有悬浮填料，所述悬浮填料为表面和内部均分布有与表面贯通的孔洞的球体或柱体，所述悬浮填料表面孔洞的直径为1μm～20mm，所述悬浮填料内部孔洞的直径为10μm～10mm；本发明通过装填悬浮填料使得硝化、反硝化可以在同一个好氧反应池内完成，这样节省了传统A/O生物脱氮工艺的缺氧池、缺氧池内的搅拌器以及好氧池混合液回流泵系统，因此本发明具有结构简单，能耗低等优点，利用本发明处理废水的方法可以在好氧反应池内获得75%左右的脱氮效率。