一种高硝态氮废水电化学还原装置，包括：阳极室、阴极室、阴阳离子交换槽、质子交换膜、阴极、铂片阳极、参比电极、供电体系和搅拌系统；阴、阳极室通过阴阳离子交换槽连接，并通过阴阳离子交换槽中间固定的质子交换膜隔开；阴极固定在阴极室，铂片阳极固定在阳极室，且阴极和铂片阳极平行置于质子交换膜两侧；参比电极固定在阴极室；供电体系分别与阴极和铂片阳极相连；搅拌系统包括磁力搅拌器和转子，磁力搅拌器置于阴极室外侧底部，转子置于阴极室内侧底部。本发明通过调节反应电压与运行时间满足需求稳定获取1：1的氨氮与亚硝态氮作为厌氧氨氧化过程的反应底物，具有高灵活性与高催化效率，对后续实现厌氧氨氧化深度脱氮具有重要意义。