本实用新型属于废水处理装置技术领域，且公开了一种双效臭氧催化氧化废水处理装置，包括非均相臭氧催化氧化反应器和臭氧发生器，所述非均相臭氧催化氧化反应器的底端连接有第一废水进管，所述第一废水进管远离非均相臭氧催化氧化反应器的一端安装有提升泵，所述提升泵的进水端通过管道连接有过滤箱，所述过滤箱的侧壁上端连接有第二废水进管，本实用新型通过在废水进入反应器前增设过滤箱，利用过滤网层可有效过滤掉废水中的残渣，能够有效避免泵体、管道和反应器的堵塞，延长了该装置的使用寿命，此外，通过固定块、插槽和插块的配合，实现了过滤网层的插设安装，便于后续过滤网层的更换。