本公开提供了一种基于自控的一体式自养脱氮耦合生物除磷的方法及装置，该方法包括：第一阶段，将污水置于反应器中，在厌氧条件下，采用聚磷菌进行厌氧反应，吸收所述污水中的部分有机物；第二阶段，在曝气条件下，在所述反应器中对经所述第一阶段处理后的污水进行亚硝化‑厌氧氨氧化除氮，并产生硝酸盐，同时利用所述聚磷菌除磷；第三阶段，在曝气条件下，提高所述反应器中的溶氧量，以强化所述聚磷菌除磷；第四阶段，在第三阶段结束后，静置沉淀进行泥水分离，以便排出处理后的污水。