一种污水再生处理一体化装置及运行方法，装置由预缺氧池、厌氧池及两个复合膜池连接组成，通过缺氧反应和好氧反应的交替运行，实现硝化液自动回流。将连续流和间歇流融合于一个系统中，采用复合膜生物反应，既保证系统的连续运行，又提高系统的处理效果和稳定性。反冲洗简单，不影响系统的正常运行，本发明运行方法简单、设备紧凑，污染物去除效率高，适用于分散聚居区、农村污水及其它小水量污水处理及回用，也可应用于含氮工业废水处理及回用。