本发明公开了一种芬顿流化床处理装置及其废水处理方法，属于废水处理领域。该装置包括调节池、提升泵和主体反应塔，调节池通过提升泵与主体反应塔顶部的配水槽连接，主体反应塔内填充有填料，主体反应塔内填料底部为倒锥斗，倒锥斗上设置有进水口，倒锥斗的底部连接排渣管；主体反应塔内填料上方设置有斜板；在斜板上方且位于主体反应塔端口处设置有分隔槽和出水槽；分隔槽由竖直的隔板均分为左右两单槽，两单槽的上端均与所述的配水槽连通，分隔槽的底部设有开口，该两单槽分别通过第一循环泵和第二循环泵接入所述倒锥斗的进水口；分隔槽的正对面设有出水槽。采用本发明的装置可以提高药剂利用率，维持高效稳定的除铁效率。