本发明公开了一种废水处理装置及方法。装置包括：臭氧氧化装置和生化处理装置，臭氧氧化装置包括臭氧破坏器和氧化反应器，生化处理装置包括两相膨胀床、溶氧器和循环泵；氧化反应器顶部尾气出口连接臭氧破坏器进气口，臭氧破坏器出气口连接溶氧器下部进气口；溶氧器底部出水管线与氧化反应器下部出水管线合并后连接循环泵，循环泵出口连接两相膨胀床下部进水口，两相膨胀床上部出水口连接溶氧器上部进水口。方法包括：废水首先进入氧化反应器，进行氧化反应，然后进入生化处理装置进行好氧生化反应。本发明可实现反应及传质条件优化；提高生化处理负荷；氧化尾气中氧气组分、尾气余压都得到充分利用，降低处理费用。