本实用新型公开了一种快速富集厌氧氨氧化菌的反应装置，包括进水池、装置本体、出水池、蠕动泵、三相分离器，所述装置本体为圆筒形，包括内层管和外层管，所述内层管和外层管之间形成空气夹层，所述装置本体内腔上下地设置有填料区和污泥区，所述填料区和污泥区之间设置有带孔隔板，所述带孔隔板上填充设置有软性填料，所述软性填料上方铺设有纱布，所述三相分离器设置在所述装置本体的顶部，所述装置本体的底端设有进水口，所述进水口通过蠕动泵与进水池相连；所述三相分离器的出水口通过管路连接出水池，所述三相分离器顶部的气体排放口与气体缓冲瓶相连。本实用新型减少了厌氧氨氧化菌的流失，且该装置无需温度控制，大幅度降低了能耗。