本发明涉及一种污水处理装置及其污水处理方法，对极难生物降解的抗生素类制药污水为主的混合工业污水进行处理，污水经过栅格、沉砂池、调节初沉池、改进型倒置AA/O池、曝气生物滤池、絮凝沉淀池和污泥浓缩池，通过机械拦截、化学氧化、多次生物降解和化学絮凝作用，进行脱氮除磷，取得了很好的处理效果，出水CODcr、NH₃－N和TP等指标均达到一级排放标准，该方法处理效果稳定可靠，运行成本较低。改进后的缺氧池、厌氧池、好氧池等生化反应池均自带独立的泥水自动分离的装置，免去了污泥回流，较大减少了动力消耗，降低了污水处理成本，具有经济和技术双重优越性。本发明提出的耦合方法不易受进水水质波动及其它因素影响，具有工艺耐冲击负荷强，污泥沉降性能好，无发生污泥膨胀现象等特点，具有很广泛的应用前景。