本实用新型公开了一种工业臭氧催化氧化深度处理装置，涉及污水处理技术领域，包括罐体，所述罐体的顶部通过法兰盘可拆卸连接有罐身，且罐身的顶部通过法兰盘可拆卸连接有罐顶，所述罐体的一侧分别安装有进水泵、曝气器和臭氧发生器，且曝气器的输出端连接有曝气盘。本实用新型通过曝气盘对分散盘进行臭氧转动分散曝气，增加了臭氧在污水中的溶解度，实现了臭氧和污水的高效混合，利用第一催化剂和第二催化剂进行双层催化作用，提高了污水的处理效率，且通过在第一催化剂底部固定过滤网，减少第一催化剂和第二催化剂掺杂杂质，结合多组活性炭组成的“S”型循环流道，使污水可以进行充分接触吸附，便于对污水进行处理。