本申请涉及废水处理技术领域，具体而言，涉及一种抗生素废水深度处理装置及抗生素废水处理系统。本实用新型提供的抗生素废水深度处理装置，包括：依次设置的进水泵、厌氧消化单元以及脱氮除磷单元，所述厌氧消化单元包括厌氧颗粒污泥床，所述厌氧颗粒污泥床的顶部设置有三相分离器，所述脱氮除磷单元包括多个厌氧池及好氧池。厌氧消化单元能够将高分子难降解的有机物转化为小分子易降解的有机物，小分子有机物进一步降解转化为甲烷和氢气等实现资源的回收利用，同时部分未降解转化的小分子有机物可以为脱氮除磷单元中的反硝化菌利用，为反硝化脱氮提供碳源，最终实现对废水中抗生素、氮、磷等污染物的同步去除。