本实用新型公布了一种催化氧化化工污水处理装置，包括调节池、膜生物反应池和催化氧化池，调节池依次通过管道串联膜生物反应池和催化氧化池。本实用新型通过生物膜分离器截留水中的活性污泥与大分子有机物，保持低污泥负荷减少剩余污泥量，最后进入催化氧化池进行催化处理，而且过滤板的底面设有海绵过滤层，海绵过滤层的下方设有活性炭过滤层，能够有效地有机污染物转化为无机小分子，达到完全无害化的目的，解决了现有技术的催化氧化化工污水处理装置在进行光催化处理的时候没有经过膜过滤，导致太多的悬浮物进入催化氧化池，而光催化需要透光度好，一些悬浮物和较深的色度都不利于光线的透过，会影响光催化效果的技术问题。