一种污水三级出水深度处理的装置，主要包括：一混凝池，其上端连接一加药装置；混凝池的出水口连接表层湍流筛滤装置；表层湍流筛滤装置的出水口连接光催化降解反应装置；光催化降解反应装置的出水口连接二次纳米曝气高级氧化装置；二次纳米曝气高级氧化装置的出水口连接超滤装置。本发明还公开了污水三级出水深度处理的方法。