一种污泥发酵耦合反硝化实现部分反硝化同步自养脱氮的装置及方法，属于水处理技术领域，其装置由污泥水解酸化反应容器、污泥脱水机、发酵液储备箱、原水箱和部分反硝化同步自养脱氮反应器构成，其脱氮方法是将污泥放入污泥水解酸化反应容器进行厌氧水解酸，然后将泥水混合液送入污泥脱水机，脱水后的发酵液送入发酵液储备箱中，将原水箱中的硝酸盐废水泵入部分反硝化同步厌氧氨氧化反应器中，同时将发酵液泵入反应器内进行反硝化同步厌氧氨氧化反应，当控制系统中显示的pH曲线不再上升和ORP曲线不再下降时，排出反应器有效容积1/2-2/3的上清液。本发明节省处理费用，操作简单，系统出水TN＜5mg/L，能够达到深度脱氮的效果。