本发明公开了一种强化有机污泥发酵产酸的装置及其应用，属于环境工程领域。本发明将动态膜分离技术应用到传统污泥厌氧发酵产酸系统中，利用动态膜的分离作用，实现了发酵污泥与溶解性产物酸的在线分离。一方面，通过将固体污泥完全截留在反应装置内，延长了其反应时间，提高了污泥转化率；另一方面，将含有产物酸的滤液及时排出，可以缩小反应装置的体积，减少运行成本和投资成本；而且产物酸的及时转移，还可以缓解产物酸对发酵过程的负反馈作用，提高污泥发酵产酸率。本发明技术方案大大优化了现有的有机物污泥厌氧消化系统，有利于厌氧消化技术的进一步推广应用。