本发明提供了方形一体化垂直流迷宫结构及污水处理装置、系统、方法，该结构包括方形的处理池、位于处理池内的竖向隔板以及用于控制污水在所述处理池中流动的控制系统，所述竖向隔板将所述处理池分割成厌氧区、缺氧区、好氧区和沉淀区，所述厌氧区前端至所述好氧区前端之间设有折流通道。本发明所提供的方形一体化垂直流迷宫结构，结构上大大延长了厌氧区和缺氧区的停留时间，通过控制回流，保证了厌氧区、缺氧区的高浓度活性污泥。在此流态环境中，充分利用活性污泥颗粒进行生化反应，实现高效脱氮除磷的目的。