本发明涉及高氨氮废水处理技术领域，特别是指一种一体化自养脱氮的装置和方法，其中，一种一体化自养脱氮的装置包括：预处理组件、短程硝化组件、厌氧氨氧化组件、收集排泥组件、过程隔绝组件、识别监测组件、识别确定组件；所述识别确定组件根据获取的厌氧氨氧化菌分布的实时图像进行分析并发出相应的调节信号，或，报警信号从而进行相应的调节，使得确定装置各部件的运行参数。本发明通过提供一种部分短程硝化与厌氧氨氧化相结合的方式，实现部分短程硝化的同时，又能够解决厌氧氨氧化菌的累积问题，又能为短程硝化系统提供厌氧氨氧化菌，提高脱氮效率且装置自主调控，加强了装置运行稳定度，使得该装置能够长期和稳定的运行。