本發(fā)明公開了一種PTA廢水處理系統(tǒng)及應用方法，屬于廢水處理領域。所述PTA廢水處理系統(tǒng)包括PTA精制廢水池和堿洗廢水池，PTA精制廢水池依次與萃取反應器、過濾裝置I相連，堿洗廢水池連接至萃取反應器和過濾裝置I之間的管路上；過濾裝置I連接至電滲析裝置I的進水口，電滲析裝置I的產(chǎn)水口出口與反滲透裝置I的進水口相連，反滲透裝置I的產(chǎn)水口出口與回用水池相連，反滲透裝置I的濃水口出口連接至過濾裝置I與電滲析裝置I之間的管路上；電滲析裝置I的濃水口出口連接至反應池，反應池依次與酸化池、蒸發(fā)裝置I、結晶釜I、離心機I、溴化鈉收集罐連接。