本实用新型公开了一种高效的废水深度处理臭氧氧化装置，包括臭氧发生器、缓冲桶、沉淀池、过滤装置和连接机构，所述臭氧发生器的输出端与缓冲桶的输入端之间和沉淀池的内部均设置有导气管，所述缓冲桶的一侧开有安装孔，且安装孔的内部安装有排气管，所述排气管的一侧设置有排气阀，位于所述沉淀池内部导气管的一端连接有若干空心结构的氧化盘，且若干氧化盘呈等距离分布，所述氧化盘的两侧均开有若干排气孔，所述过滤装置的顶部安装有水泵。本实用新型通过设置的氧化盘和若干排气孔，采用多个氧化盘能够同时对废水池内多个地点同时进行臭氧氧化处理，从若干排气孔排出臭氧，能够增加臭氧和废水之间的接触面积，提高废水处理效率。