本发明公开了一种臭氧氧化反应器,包括混合器、气相平衡管、塔式反应器和其内下部的超细气泡分布器,超细气泡分布器包括连通气体进口的气体腔和竖直于气体腔内的气液通道,气液通道为贯通气体腔的管道,管道侧壁有连通气体腔的气孔,塔式反应器包括其上部的气体出口、循环液体出口,液体进口连通塔式反应器的底部,循环液体出口通过液体循环管路穿过塔式反应器的壁连通气液通道,液体循环管路上设置有循环泵和混合器,混合器进口通过气相平衡管连通塔式反应器的上部。本发明所述的臭氧氧化反应器,具有催化剂流化性能好、气体压降小、气液传质反应面积大、气体几乎100%利用和反应速度快等优点。