本申请公开一种改进的铁碳处理装置，包括主体反应器和沉淀单元，所述主体反应器内沿水流方向分区设置依次连通的酸混合单元、双氧水混合单元、主催化氧化单元、碱混合单元和混凝单元；所述酸混合单元连通进水管；所述混凝单元通过出水管连通所述沉淀单元；所述主催化氧化单元内填有铁碳填料，所述铁碳填料底部设置曝气装置。本申请装置各投料单元分区设置，具有提高铁碳催化氧化的效果、效率和反应的稳定性且占地面积小、产泥量少的特点，可应用于难降解有机废水的处理。