本实用新型属于废水处理技术领域，涉及一种臭氧催化氧化反应器，待处理废水进入微气泡发生器与臭氧发生器产生的臭氧混合，反应器本体内从上到下依次设置紫外线灯管、曝气盘、催化剂层和布水装置，臭氧发生器与曝气盘和微气泡发生器之间分别连接第二臭氧排气管和第一臭氧排气管，微气泡发生器与布水装置通过进水管连接，布水装置上还连接反冲洗进水管，反应器本体上部连接分别带排水阀门和反冲洗排水阀门的排水管，反应器本体顶部连接带尾气破坏器的尾气排放管，该臭氧催化氧化反应器通过合理的结构布局，使得臭氧以微小气泡散出，与废水充分接触，并多点投加，在催化剂的催化作用及紫外线的协同作用下提高臭氧利用率和反应效率。