本实用新型公开了一种低能耗上流式两级脱氮装置，包括结构主体，结构主体包括好氧池及兼氧池，好氧池包括一级好氧池与二级好氧池，兼氧池包括一级兼氧池与二级兼氧池，一级好氧池与一级兼氧池垂直分布，二级好氧池与二级兼氧池垂直分布，污水从第一进水口流入一级兼氧池，并且从一级好氧池的第一出水口流出，该过程中向上的水流对一级兼氧池产生搅拌作用，同时一级好氧池曝气作用会使整个反应器内形成一个湍流，并带动一级兼氧池内部进行上下混合交换，在水流和气流的作用下，一级兼氧池内部得到较好的混合效果，一方面上流式设置可有效节省占地面积，另一方面无需再设置搅拌器，降低了系统运行的能耗。