本实用新型公开了一种黑臭水体底泥处理装置，包括反应箱以及设置在所述反应箱上的多个曝气装置、搅拌装置；所述搅拌装置设置于所述反应箱上端中部，多个所述曝气装置均布于所述搅拌装置周边；所述反应箱内部设置有一隔滤网且将所述反应箱分隔成第一空腔和第二空腔；所述第一空腔内填满有悬浮球填料，所述第二空腔内下部为底泥层。本实用新型通过设置曝气装置、搅拌装置，以及在第一空腔内充满有悬浮球填料；能够有效治理黑臭水体及底泥中的污染物并去除导出空气中臭味，而且本实用新型成本低、结构简单、操作方便。