本发明属于废水处理领域，具体涉及一种臭氧多级催化氧化装置。包括臭氧发生器、调节罐、催化氧化反应器和臭氧尾气破坏器，臭氧发生器的进口连接进气管线，臭氧发生器的出口连接臭氧气路，调节罐下部设置进水管，调节罐顶部与催化氧化反应器顶部通过L曲型管道连接，L曲型管道插入催化氧化反应器内部，催化氧化反应器内设有紫外催化装置，紫外催化装置包含多根紫外灯管，紫外灯管外部均罩有石英套管，石英套管上部通过螺母固定，石英套管在催化氧化反应器内部通过臭氧催化剂固定，催化氧化反应器内底部装有臭氧曝气器，臭氧曝气器通过臭氧支路与臭氧气路连通。本发明所述的装置使用环境无特殊要求，催化剂催化效率高，臭氧利用效果好。