本发明提供一种生物脱氮组合装置，该装置包括依序连接的进水水箱、缺氧反硝化池、好氧硝化池、中间沉淀池和自养生物脱氮池。本发明的效果是采用该装置既可消耗掉一部分对厌氧氨氧化菌有不利影响的有机物，同时去除自养生物脱氮池产生的硝态氮，提高系统的整体脱氮效果，总氮去除率从80％‑85％％提高到90％‑97％。减轻后续自养生物脱氮池在氧化氨氮时的80％‑95％的耗氧量，从而减少曝气强度，降低DO对厌氧氨氧化菌的影响。提高自养生物脱氮池污泥中厌氧氨氧化菌和氨氧化菌的含量和活性。该装置的氮容积去除负荷率可达2.5‑10kg/(m3·d)，同时在一个反应器中完成气固液三相分离，无需设置单独沉淀池，减少了反应器单元。