本发明提供了一种耦合氧化沟脱氮工艺装置。耦合氧化沟脱氮工艺装置包括：氧化沟，氧化沟为多沟串联氧化沟，氧化沟包括推流区和反应区，反应区包括多个交替设置的富氧段和缺氧段，富氧段和缺氧段首尾相连，形成废水混合液的循环处理流道，废水混合液由推流区进入氧化沟，并依次经过富氧段和缺氧段进行循环脱氮处理；曝气推流组件，曝气推流组件设置在推流区内；厌氧氨氧化反应单元，厌氧氨氧化反应单元为多个，多个厌氧氨氧化反应单元对应设置在多个缺氧段处，废水混合液循环经过多个厌氧氨氧化反应单元进行脱氮处理，直至达标后排出。本发明解决了现有技术中废水脱氮效率低、成本高以及需要严格限定氨氮与亚硝酸盐氮特定比例的问题。