本发明公开了一种序批式初沉污泥发酵耦合反硝化的改良装置及方法，属于城市污水处理及初沉污泥生化处理技术领域。该装置设有进水水箱、序批式污泥发酵耦合反硝化反应器，污泥贮存池和出水箱；通过对反应装置和控制方法的改良，可减少发酵过程中的氨氮释放，并强化其在污泥发酵耦合反硝化装置中的去除，最终达到提高总氮去除率的目标。本发明针对初沉污泥的特点进行工艺开发和优化，适用于低C/N比城市污水，可以节省碳源，提高脱氮效率。并且创新性地采用微氧限时曝气法，有效控制氨氮释放，提高污泥内碳源强化脱氮的效果，改善出水水质。