本发明公开了一种气水异向流渐变式全程自养脱氮系统及其处理方法。系统的最底层为承托层,其上为电生物降解层,在电生物降解层中沿程自下而上非等间距交替布置阴极板和阳极板,电极板间填充高效催化的三维粒子电极。根据阳极产氧气阴极产氢气原理,设置阴阳两极板间距呈递减式,实现了电生物降解强度的渐变和溶解氧浓度的渐变,使系统内形成好氧‑厌氧不同区域。系统中气水异向流动,气体由下而上,水由上而下。本发明的处理方法,包括如下步骤:(1)常温低氨氮城市污水进入系统;(2)流经电生物降解层;(3)出水。本发明在气水异向流渐变式全程自养脱氮系统中实现了亚硝化‑厌氧氨氧化‑反硝化的共生菌种体系,出水水质稳定。