本发明属于水处理技术领域，公开了基于生化棉填料的污水处理强化硝化装置及使用方法。由污水处理生化反应池、生化棉填料片环组、电机棘轮组组成。污水处理生化反应池由池体、活性污泥污水混合层和曝气管路系统；生化棉填料片环组包括超声焊接成环型的生化棉填料片和环型生化棉填料片上下两端的棘轮链条；且由多组电机轴上下固定套的聚丙烯棘轮的电机棘轮组支撑固定于污水处理生化反应池内，电机棘轮组的电机支架固定于污水处理生化反应池顶面，其中一组电机棘轮组上固定套毛刷辊，便于清理生化棉填料片上老化的生物膜，有利于硝化菌迭代更新，提升硝化速率。本装置实现了硝化细菌的快速高效富集培养，为强化硝化工艺提供了可靠的方法。