本發(fā)明提供了一種精細化工廢水處理系統(tǒng)及其處理方法，該處理系統(tǒng)包括依次連通的混凝槽、絮凝槽、沉淀池、中間水池、多元催化氧化裝置和膜生物反應裝置。該處理方法包括依次進行的混凝?絮凝?沉淀、多元催化氧化處理和膜生物處理。本發(fā)明的優(yōu)點在于：采用混凝?絮凝?沉淀和多元催化氧化技術進行高濃度難降解精細化工廢水前處理后，廢水可生化性大幅提高、COD濃度大幅降低，通過缺氧?好氧?膜生物反應器技術進一步處理后，出水CODCr小于100mg/L，滿足了達標排放要求。