本实用新型提供一种臭氧高级氧化水处理设备，包括一反应器壳体，其底部接入一个带管道混合器的进水布水管和一个带曝气头的进气布气管；导流筒，置于反应器壳体内，与反应器壳体之间为混合液回流区；导流筒下部设置一支撑孔板，该支撑孔板上方依次设有模块式第一催化剂填料层、模块式第二催化剂填料层和模块式吸附填料层，分别形成第一催化反应区、第二催化反应区和吸附床层区，所述进水布水管和进气布气管位于所述支撑孔板下方；清水出水区上方为尾气集聚，未反应消耗的尾气从尾气出口输送至气体回流泵，增压回流至反应器底部。该实用新型的设备结构紧凑，效率高、占地面积小，运营维护方便，使用灵活，应用广泛，出水稳定，综合使用性强。