本发明提供了一种难降解有机废水臭氧非均相催化氧化处理装置及工艺，所述处理装置包括依次相连的多介质过滤单元、臭氧非均相催化氧化单元和曝气生物滤池单元；所述处理工艺包括如下步骤：1)将难降解有机废水送入多介质过滤单元，去除难降解有机废水中的悬浮杂质；2)将多介质过滤单元出水送入臭氧非均相催化氧化单元，臭氧对废水进行臭氧非均相催化氧化处理；3)将臭氧非均相催化氧化单元出水送入曝气生物滤池单元，利用微生物将废水中的可生物降解和利用的溶解性污染物和悬浮杂质去除。所述处理装置结构简单，能够在有效去除难降解有机污染物的同时，提高臭氧非均相催化氧化单元的抗冲击能力、稳定性和经济性，保证处理出水的水质，并且所述处理装置操作简单，单元运行安全。