本发明公开了一种零价铁还原-芬顿氧化一体化反应装置。该反应装置包括呈中空筒状结构的反应器本体，反应器本体内部自下而上分为铁泥收集区、零价铁还原区、零价铁芬顿氧化区和沉淀区四个反应，所述四个反应区彼此相连通，且零价铁还原区和零价铁芬顿氧化区内满布有铁刨花。本发明将零价铁还原技术及零价铁芬顿氧化技术联用，最大限度地利用反应器的有效空间，简化了废水处理工艺流程，降低了运行成本；本发明将零价铁还原技术和芬顿氧化技术相耦合，芬顿氧化工段可充分利用零价铁还原工段所产生的铁离子作为催化剂，提高芬顿氧化工段的处理效率。