本发明公开了一种光诱导实现城市污水自养脱氮同步除磷装置，包括主反应器、辐照单元、沉淀单元以及控制器；主反应器内由挡板区分成第一反应区与第二反应区，辐照单元连接于第一反应区与第二反应区，第二反应区与沉淀单元连接。实现了城市污水，尤其是低碳氮比城市污水的稳定、高效同步脱氮除磷，是行业内迫切需要的技术。实现了好氧氨氧化菌、厌氧氨氧化菌、聚磷菌的分区调控与协作共存，具有工艺流程简单、占地面积小、造价低的优点。