本发明公开了一种脱氮除磷的水处理装置及其应用于污水深度脱氮除磷的方法，装置包括生物滤池和硝化反应池；生物滤池内装填有硫铁矿填料，硫铁矿填料表面附着有微生物膜；生物滤池设有进水口、排水口I和排水口II，生物滤池进水口连通两个进水支路，第一进水支路通过进水泵I将待处理污水输入生物滤池，第二进水支路通过进水泵I连通硝化反应液储存池，用于对滤池中的填料进行冲洗。污水经生物滤池处理后由排水口I排出，生物滤池通过排水口II连通冲洗液回收池；硝化反应池设有进水口和排水口，氨氮废水由进水泵II将输入硝化反应池，硝化反应池排水口连通硝化反应液储存池，硝化反应池中接种有活性污泥并通过空气泵进行曝气。