一种针对工业废水进行深度处理的装置，包括废水池、自清洗过滤器、臭氧催化氧化塔、臭氧分解塔、气浮分离机、MBR反应器和清水池；流化床式臭氧催化氧化反应器的出水口与气浮分离机的进水口连通，气浮分离机的液体排放口与MBR反应器相连通；气浮分离机底部的固体排放口连接有射流器，臭氧分解塔内设有回流，射流器设于回流循环泵的出口管路与臭氧催化氧化塔的进水口之间。本实用新型在降解COD和氨氮的同时，能够实现脱色、除味和杀菌的目的，能够保证出水全面达标；“动态流化床+水固两相循环”结构，大大提高了臭氧的利用效率，降低了吨水的臭氧投加量，降低了吨水投资与运行成本，同时处理过程清洁温和，几乎不会产生二次污染和危险废物。