本发明公开了一种生物旋转球式反应器脱除氮氧化物的装置及方法，包括进气系统、密闭反应室、旋转球反应器和营养液输送系统；旋转球反应器为固定于密闭反应室内的空心球体，球体表面均匀布设筛孔，球体中心设有出气罩，球体的转轴穿过出气罩，一端连接发动机，另一端伸出密闭反应室，出气罩通过出气通道与密闭反应室外连通；球体内装有圆形填料，填料在球体内可随球体的转动而滚动；密闭反应器内有营养液，旋转球反应器的球体下部浸泡在营养液中。本发明球形结构可提高填料的有效体积利用率，球体内翻滚运动的填料有利于防止生物系统堵塞；本发明装置可使烟气脱硝效果可以达到80％以上，且能减少水力负荷和发动机的耗电，进一步提高经济效益。