本实用新型属于废水处理装置技术领域，具体为一种煤化工废水深度处理设备，包括氧化池和快滤池，其中氧化池下部设置曝气管I，曝气管I上方设置催化剂层；快滤池内设置物理过滤层，氧化池和快滤池通过管道连接；该装置还包括中间池，中间池通过输水管I连通氧化池I，且中间池将内部的废水输送到快滤池内。本实用新型中，废水进入氧化池后与催化剂层中的催化剂接触，并与氧化池中的臭氧接触，此时废水内部发生氧化反应，经氧化池反应的废水在进入快滤池前还会流经中间池，废水内部的氧化反应进一步进行，延长废水的化学处理时间，从而提高净化率；在废水经过快滤池时，废水内部的絮状物以及沉淀物被过滤出来，实现固液分离，便于废水的进一步处理。