本发明属于污水处理领域，特别涉及一种精细化工园区污水处理厂难生物降解有机废水的深度处理方法，即采用臭氧催化氧化与曝气生物滤池组合工艺对精细化工园区污水处理厂难生物降解的二级处理出水进行深度处理。采用本发明提出的工艺处理精细化工园区污水处理厂二级处理出水，在臭氧经济用量下，提高了臭氧氧化过程反应效率，改善了污水的可生化性，再经采用低能耗运行方式的曝气生物滤池处理后，工艺出水中化学需氧量（COD）可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）化学需氧量（COD）的一级B标准，满足污染物减排及总量控制要求下的园区污水处理厂现有二级处理工艺提标改造的出水水质要求。