本发明公开了一种提高多级臭氧气浮工艺中臭氧利用率的装置，本装置包括壳体，壳体整体可为圆柱形或矩形，其内部包括平板液体分布器，填料区、环型曝气管、气浮区、臭氧氧化区以及溢流区，其中填料区所使用的填料为强抗氧化的合成规整填料；臭氧气浮过后的废水经进水口进入平板液体分布器进行布水，臭氧气体由柱体下方的环形曝气管上所等距分布的曝气头进行均匀曝气，气液两相采用逆流式进入，并在柱体内部填料区进行充分反应。处理过的废水经由溢流区至出水口排出，残余气体可通过臭氧破坏装置破坏。本发明可以有效的克服臭氧气浮工艺中气液混合不均匀，反应不充分的缺点，即可以保证废水的处理效果，又可提高臭氧的利用率，降低能耗。