本实用新型涉及一种污水深度处理系统，包括依次相连接的调节池、电催化氧化装置和回用池，调节池内设有pH调节管路，电催化氧化装置包括反应器，反应器内设有电催化氧化室，电催化氧化室的一侧壁的两端设有主进水口和主出水口，主进水口与调节池相连，主出水口与回用池相连，另一侧壁的两端设有辅进水口和辅出水口，辅出水口与辅进水口相连，并形成回流系统；电催化氧化装置还包括吹风单元和吹水单元，吹风单元包括轴流风机，轴流风机的出风口沿水流方向吹扫；吹水单元包括多个喷头，喷头通过供水管路与所述循环管路并联。本实用新型通过电催化氧化装置，不仅能够充分降解高浓度有机废水，还可以使深度处理后的废水直接达到回用标准。