本發(fā)明公開了一種臭氧微納氣泡廢水處理系統(tǒng)及廢水處理方法，廢水處理系統(tǒng)包括依次連接的臭氧氣泡發(fā)生裝置，臭氧微納氣泡發(fā)生裝置和微納氣泡反應(yīng)塔，其中，所述臭氧氣泡發(fā)生裝置用于將臭氧氣體和廢水進行一次溶氣；所述臭氧微納氣泡發(fā)生裝置用于將臭氧氣體和廢水進行二次溶氣。將臭氧和廢水經(jīng)過一次溶氣過程和二次溶氣過程后，廢水中的微納氣泡的尺寸明顯減小，增強了微納氣泡在水中的穩(wěn)定性，大大延長了微納氣泡的湮滅時間，利于臭氧傳質(zhì)與溶解，可以極大提升臭氧利用率，進一步提高廢水處理效果，使本發(fā)明的廢水處理系統(tǒng)不必增加接觸反應(yīng)塔數(shù)量即可達到廢水處理效果，從而使廢水處理系統(tǒng)的體積減小。該系統(tǒng)集成化程度較高，便于流動化作業(yè)，使用方便。