本发明提供一种集成生物过滤、短程硝化、厌氧氨氧化和膜生物反应技术的污水生物处理系统及方法。一种污水生物处理系统,包括依次连接的污泥减量装置、高效氨氧化装置和膜生物反应装置;所述的污泥减量装置内部依次设有拦截网、布水器和温控器,拦截网与布水器之间设有用于截留污泥的污泥拦截区,污泥拦截区内设有曝气软管;所述的高效氨氧化装置内部设有曝气管和用于放置好氧载体的好氧载体区;所述的膜生物反应装置内部依次设有膜组件和用于放置过滤载体的厌氧生物过滤区。本发明通过生物固定化、生物过滤和排泥管路优化减少剩余污泥的产生和排放;集成短程硝化、厌氧氨氧化和膜生物处理技术,脱氮效率高,COD去除能力强,水力停留时间短。