本发明提供了一种快速将低碳氮高氨氮类废水中氨氮转化为亚硝酸氮的新方法，即生物自养亚硝化的新方法，将低溶解氧(DO)和快速提高进水浓度两种方法结合。本发明还提供了一种快速亚硝化低碳氮比高氨氮类废水中氨氮的反应器，即快速亚硝化的反应器，反应器主体生物反应和泥水分离过程在同一个反应器装置中得以实现，并且实现连续流出水。用本发明的方法和反应器亚硝化低碳氮比高氨氮类废水，在全自养条件下，亚硝化率能够达到90％以上，为现行的短程硝化反硝化提供了必要的基础。