本发明公开了一种高效处理焦化废水的方法。在焦化废水中加入CaO粉体，形成浆液，搅匀浆液，在浆液中通入臭氧，氧化后，将浆液过滤或者沉降，得到一次处理水溶液；在一次处理水溶液中再次通入臭氧，氧化后，将此溶液过滤或者沉降，得到二次处理水溶液；将过滤或者沉降得到的沉淀烘干、焙烧得到CaO粉体，回收再使用。本发明CaO用量少，降解时间短，COD_Cr去除率高，特别是高浓度焦化废水COD_Cr去除率高于90%，同时沉淀处理负荷小，而且可以回收利用。当焦化废水为将蒸氨废水蒸馏得到的冷凝废水时，经臭氧-CaO处理、臭氧再处理，调整pH后，能够使出水达标棑放。