本实用新型涉及一种臭氧反应塔，包括塔体，于塔体内设有催化剂层和布水系统，布水系统位于塔体底部并且连接有第一进水管，于塔体顶部设有出水口，第一进水管上设有第一管道混合器并于第一管道混合器上连接有第一臭氧供给管，塔体上还设有循环水管路，循环水管路的入口端位于催化剂层与出水口之间，循环水管路的出口端与布水系统连接，于循环水管路上设有循环泵。另外还涉及采用该臭氧反应塔的污水处理系统。本实用新型在第一进水管上连接第一臭氧供给管，能有效地提高污水与臭氧的混合效果；通过配置循环水管路，能提高污水在反应塔内的停留时间，向上弥散的臭氧也能重新回到塔体内进行反应，因此能显著地提高污水的臭氧氧化效率和效果。