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本发明提供了一种高氨氮低碳氮比污水的脱氮除碳装置和方法,其中高氨氮低碳氮比污水的脱氮除碳装置,包括:通过管道依次连接的原水箱、反硝化除碳反应器、除碳后中间水箱、部分短程硝化反应器、硝化后中间水箱、厌氧氨氧化反应器、氨氧化后中间水箱及离子交换树脂反应器;各反应器内部均设置有在线浓度检测设备,各反应器出水端均设置有出水阀;所述部分短程硝化反应器内还设置有pH探头、DO探头及曝气头;所述装置还包括PLC控制器。本发明提供的装置,通过反硝化反应经济去除原水中的碳源,无需曝气,节约能耗,除碳的同时又能脱除部分的硝态氮和/或亚硝态氮。