本发明公开了一种污水深度处理装置。它由流化床反应器装置和光反应器装置两个部分组成。各部分结构分别包括：进水泵、流化床反应器、第一空气分布器、加压空气泵、砂滤柱等；附着催化剂的折流板、石英管穿孔、紫外灯、第二空气分布器、空气泵等。本发明还公开了该装置在污水处理中的应用。本发明能够将吸附和光催化降解结合高效净化污水，利用流化床反应器中的混合粘土吸附剂有效吸附去除污水中的硝酸盐和磷酸盐等阴离子，利用折流式光反应器去除污水中的有机污染物，吸附过程可作为后续光降解反应的预处理步骤，提高了光催化效率。吸附与光催化耦合处理技术弥补单个技术的不足，提高了整体的去除效率，可作为城市污水再生的替代处理技术。