一种适用于微污染水净化的氨氧化菌富集装置、方法及应用，属于给水处理技术领域。该装置包括氨氧化菌富集反应器、氨氧化菌培养液存储槽和氨氧化菌营养控制系统。通过接种氨氧化菌，采用氨氧化菌培养液作为氨氧化菌富集反应器的进水，利用氨氧化菌营养控制系统维持培养过程中溶解氧浓度5mg/L～7mg/L，pH值8.0～8.5，氨氮浓度4mg/L～8mg/L，使氨氧化菌富集反应器的聚乙烯圆筒上附着生长氨氧化菌生物膜。该装置和方法富集后的氨氧化菌浓度高，应用于微污染水的原水输水管道或水处理工艺单元，能有效提高生物脱氮效果，极大减轻了水厂除氨氮负荷；该装置和方法操作简单、富集时间短，菌种应用方便。