一种应用于抗生素废水治理的化学深度处理方法，该方法包括步骤：（1）生物处理出水进入含有合金催化剂的四相催化氧化装置，投加催化剂和氧化剂，产生羟基自由基·OH，并鼓风曝气；（2）反应出水进入到催化氧化反应池中，通过微孔曝气继续氧化反应，形成大量黄褐色絮状体；（3）在混合液中投加30%碱液，将混合液PH调至中性，再投加混凝剂PAC和高分子助凝剂PAM，将絮状体进行拦截、收集，污泥进入浓缩池处理系统。本发明操作简单、运行成本低、去除效果好，确保了生物处理通过高效微生物处理降解不了的不可降解COD、色度及杂质的彻底去除，抗生素类高难度废水的最终达标排放。