本实用新型公开了一种工业废水深度处理装置，包括曝气生物过滤箱和臭氧氧化箱，所述曝气生物过滤箱和臭氧氧化箱呈上下分布，且生物过滤箱处于臭氧氧化箱的正上方，所述曝气生物过滤箱通过水管与臭氧氧化箱连通；所述生物过滤箱包括生物过滤箱箱体、生物过滤层、曝气管和曝气头，所述生物过滤箱箱体的中部安装有生物过滤层；本实用新型可以利用臭氧分流器将外界传入的臭氧气体进行分流处理，从而提高臭氧的催化氧化效率，另外在进行废水催化氧化之前首先对废水进行粗过滤，然后利用曝气生物过滤法对粗过滤后的水进行再处理，然后再结合臭氧催化氧化法对水进行处理，能够提升设备净化效果，解决工业废水净化不彻底的问题。