一种臭氧‑高级氧化处理废水的方法及处理系统，在原有臭氧工艺的基础上，通过加入双氧水或紫外灯强化处理过程并降低废水急性毒性。臭氧高级氧化段，通过臭氧和双氧水、紫外灯耦合，减少臭氧投加量，不引入可能增加副产物的氧化剂(例如：氯气等)，实现绿色催化，其中臭氧/紫外/双氧水技术的COD去除率高达65％，实现了反应器运行的高效性，同时也实现了有机物的深度去除。本发明所述废水的物化技术及方法，避免投加较高的臭氧浓度，以及避免引入一些其他离子(Cl‑)，降低废水急性毒性，实现废水的深度净化，有机物的同步去除，具有广泛的应用前景。