一种难降解有机废水催化氧化处理装置，该装置依次设置有预酸化混合区，催化氧化反应区、中和絮凝区、沉淀过滤区，预酸化混合区设有进水口，内部设有搅拌机，还设置加药管；催化氧化反应区内设置催化填料层、底部设曝气盘、排泥斗、排泥管；中和絮凝区，设有搅拌机、顶部加药管、沉淀过滤区的沉淀池内设置的沉淀过滤分离装置，分离装置的底部设排泥斗、排泥口，沉淀过滤区的一侧设置有出水口。该装置结构紧凑，控制方法，运行成本低，使用该装置对废水进行催化氧化，使得难分解物质得到了充分的氧化，并分离了污泥和净水，为进一步处理和利用提供了一种好的方式。