本实用新型涉及一种页岩气作业废水深度处理装置系统，其特征在于：包括调节池、臭氧催化氧化罐、蓄水池、超滤膜装置、反渗透膜装置、清水池、浓盐水池、蒸发处理装置；所述页岩气作业废水在调节池进行水质水量调整后，由污水提升泵送入臭氧催化氧化罐；催化氧化出水自流进入蓄水池，再由高压泵依次泵入超滤膜装置、反渗透膜装置；反渗透出水自流进入清水池，浓盐水自流进入浓盐水池；浓盐水池废水由提升泵送入蒸发处理装置，清水自流进入清水池。本实用新型以臭氧催化氧化、反渗透膜装置和蒸发处理装置为核心，可实现页岩气作业废水的稳定达标排放处理。