本实用新型揭示了一种处理低浓度COD废水的装置，所述装置包括依次相连接的用于收集废水的收集池，用于催化氧化反应的氧化池，用于去除残留过氧化氢的浓缩池，用于分离水中物质且产生清水的管式膜，以及用于接收出水的清水池，所述氧化池内加有作为催化剂和吸附剂的活性炭和过氧化氢，且安装有搅拌机，所述浓缩池中加有调节氧化还原电位的亚硫酸氢钠。本实用新型通过催化剂的循环使用，减少了催化剂的使用量，拓宽反应体系的ph适用范围，简化了工艺流程，提高了出水水质，并确保了出水稳定性。