本实用新型的实施例提供一种有机污染土壤的处理装置，包括：依次连接的进料系统和热脱附系统，以及和所述热脱附系统连接的出料系统和烟气处理系统，其中，热脱附系统包括固相出料口和烟气出口，固相出料口和出料系统连接，烟气出口和烟气处理系统连接；烟气处理系统包括蓄热式燃烧炉，蓄热式燃烧炉配置为对从热脱附系统进入的烟气进行处理并储存热量，并采用储存热量对后续进入的烟气进行预热处理采用该有机污染土壤的处理装置对有机污染土壤进行处理可以对有机污染土壤中的挥发性有机物进行无害化处理，可以实现对在燃烧室进行燃烧产生的热量进行回收利用，且采用蓄热式燃烧炉对烟气进行快速降温还可以防止二噁英的形成。