一种耦合式焦化废水深度处理工艺及其设备。该工艺先将废水引入混沉池降低其中的COD和悬浮物，其次将废水引入多介质过滤器中进一步过滤，然后引入流化床三维电极反应器进行电催化氧化，再引入MBR膜生物反应器，从MBR膜生物反应器出来的废水可以直接用作低等级用水，也可以继续深度处理进入保安过滤器除去废水中的悬浮物和活性污泥，最后进入反渗透装置，处理后的产水可以用作高等级用水。其设备主要由混沉池、多介质过滤器、流化床三维电极反应器、MBR膜生物反应器、保安过滤器和反渗透装置组成。该工艺及设备设计合理，解决了焦化废水深度处理及回用中的难题，具有很强的工程应用价值，产水可以满足不同等级用水的要求。