一种有机废水处理装置，主要为接触氧化+人工湿地+人工浮岛组合装置，包括：柔性生物膜接触氧化池，池内吊挂柔性生物膜载体，池内底部铺设曝气头，该曝气头与鼓风机房连接；柔性生物膜接触氧化池连接沉淀池，沉淀池内设置有抽滤沉淀的污水潜水泵；沉淀池的出水口连接人工湿地，人工湿地的末端处设有出水口。人工湿地中间设置人工浮岛，本发明还公开了利用上述装置进行有机废水处理的方法。本发明可以高效、成熟地深度处理有机废水，特别具有高效除磷脱氮的优势，可广泛应用于各种高浓度有机废水深度处理系统中，具有高效率、低成本、多功能等特点。