本发明为一种一体化聚甲醛废水的深度处理方法，其特征在于：其工艺过程如下：① 均质池：对生化二沉池出水进行水质水量调节，减小后续冲击；② 浸没式超滤系统：经过均质池的调节作用，废水进入浸没式超滤系统，去除悬浮态和胶体态的CODcr；③ 助剂反应系统：浸没式超滤出水进入助剂反应系统，投加相应助剂，使其与废水均匀混合；④ 臭氧催化氧化系统：包括高效催化氧化反应器、尾气回用与分解装置和臭氧发生系统；废水与助剂均匀混合后进入臭氧催化氧化系统，通过臭氧和催化剂的催化氧化作用，去除水中大部分难降解有机物；⑤ 清水池：臭氧催化氧化出水进入清水池，满足排放或后续消毒回用要求。