本发明公开了一种河道底泥污染原位深度处理装置及其使用方法，包括船体以及用于对污泥进行处理的箱体，船体的表面通过机械抓臂与箱体的顶部连接，本发明涉及河道底泥原位处理技术领域。该河道底泥污染原位深度处理装置及其使用方法，采用曝气加微生物降解即物理加生物的深度处理方法，可以快速降解河道底泥污染，不影响水体水质，同时为水体提供一定的溶解氧，促进微生物数量和多样性的增加，不产生二次污染，且装置可随时移动，进行底泥污染治理，尤其适用于含监测断面河道底泥修复，通过S型通道及回流管设置延长菌液降解时间，且由于半封闭设置，菌液不会由于水体流速而快速流失，增强菌液降解效率，操作简单，环保节能。