本实用新型提供一种改进型的臭氧催化氧化装置，包括自清洗过滤装置、布水气洗装置、臭氧催化剂填料、布气装置以及吹脱装置，污水经过自清洗过滤装置过滤，随后进入底部的布水气洗装置出水，同时臭氧经由布气装置布气，臭氧和水从底部向上流动，在上方臭氧催化剂填料区混合反应，出水进入吹脱装置，通过外设旁路风机对吹脱装置曝气，去除水中残存的臭氧，同时，风机另接支管至布水气洗装置，定时对臭氧催化剂填料进行气反洗，松动臭氧催化剂填料，细小杂质通过随后的进水带出系统。本实用新型能有效去除悬浮物、有机物等污染因子，具有处理效率高、无二次污染、催化剂不易堵塞、布水布气均匀、对后续工艺影响较小、维护简单等优点。