本发明公开了一种气液分离膜生物除臭设备及方法，涉及污水处理领域，包括：臭气前处理组件，臭气前处理组件能对恶臭源的气体进行除尘和除湿；活性污泥储器，活性污泥储器内设置有中空纤维膜组件，中空纤维膜组件浸没在活性污泥储器中的活性污泥内，中空纤维膜组件包括两个端部接头和多根纤维膜丝，纤维膜丝的两端分别与两个端部接头连接，多根纤维膜丝形成束状结构，臭气前处理组件的输出端通过一端的端部接头与束状结构连通；将中空纤维膜组件完全浸没在活性污泥中，恶臭源的气体进入纤维膜丝内，臭味物质透过纤维膜丝被活性污泥吸附和转化，减少对空气的污染。