本发明公开了一种深度处理粘胶纤维废水用催化氧化一体化反应器，属于粘胶纤维废水治理技术领域，包括预混合区、催化氧化区、pH调节区以及末端絮凝区，预混合区与pH调节区和末端絮凝区分设于催化氧化区的两侧，催化氧化区中部设有一组催化氧化反应搅拌器，催化氧化区外部一侧设有催化回流泵，催化回流泵一端与催化氧化区连接，催化回流泵另一端与第一组预混合搅拌池连接。本发明通过增加预混合池，提高药剂与废水的混合效率，节约药剂耗量约5％，采用催化氧化出水进行回流，将反应未完全的氧化性药剂回流至系统前段，减少药剂耗量约10％，射流曝气器将pH调节池内多余的未反应完全的氧化剂吹脱分解，大大减少废水处理成本。