本发明公开了一种同步PD活性污泥耦合Anammox生物膜的生物脱氮装置与方法，包括反应池和沉淀池，反应池内设置有短程反硝化活性污泥和填料，填料分布在短程反硝化活性污泥中，填料表面挂有提前培养好的厌氧氨氧化生物膜；反应池上设置有第一进水口、溢流口和污泥回流口，溢流口处设置有筛网；沉淀池上设置有第二进水口、排水口和污泥排出口，第二进水口与溢流口连接，污泥排出口连接有污泥排出管道和污泥回流管道，污泥回流管道与污泥回流口连接。本发明装置可通过在现有的缺氧池中投加挂有厌氧氨氧化生物膜的悬浮填料实现，改造成本低；节省了曝气费用和外加碳源能耗，运行能耗相对较低；减少了污泥产量，且生物脱氮效果的稳定、高效。