本发明公开了一种基于游离氨(FA)处理污泥实现高氨氮废水深度脱氮和污泥减量的方法，属于污水生物处理技术领域。部分污泥和部分高氨氮废水加入到旁侧FA处理污泥反应器，经FA处理，提高污泥后续水解酸化效果，促进稳定实现短程硝化；高氨氮废水、旁侧FA处理后的污泥、回流污泥及回流硝化液一起进入生物反应器缺氧区，发生污泥水解酸化、短程反硝化与厌氧氨氧化，而后进入好氧区发生短程硝化厌氧氨氧化，产生氮气和部分硝态氮。好氧区出水进入二沉池进行泥水分离排放。该工艺处理低C/N高氨氮废水，具有生物污泥产量少、生物脱氮效果好等优势。