本实用新型公开了一种复合强化生物膜装置，包括生物膜组件和连接于生物膜组件上的光催化反应器组件，生物膜组件包括配重物和若干个条状人工水草生物膜，条状人工水草生物膜上附着设有降解水体中无机营养盐和部分有机污染物的微生物，所有条状人工水草生物膜底部固定连接有配重物，所有条状人工水草生物膜顶部与光催化反应器组件连接；光催化反应器组件包括泡沫塑料载体、铝片和纳米二氧化钛，泡沫塑料载体与条状人工水草生物膜顶部固定连接，泡沫塑料载体上设有铝片，铝片上设有纳米二氧化钛。本实用新型将生物膜组件和光催化反应器组件结合，可布设于河道、湖泊等环境，用于降解水体有机污染物，治理水体富营养化，促进水生态系统的恢复。