本发明属环境工程废水净化领域，具体涉及一种涂装废水处理系统及方法。本发明的涂装废水处理系统包括依次连通的调节池、混凝反应沉淀池、絮凝气浮装置、中和反应池、集水池、羟基溶液发生系统、过滤吸附器、清水回用池；第一加药装置用于为混凝反应沉淀池加药，第二加药装置用于为絮凝气浮装置加药。本发明提供的涂装废水处理方法为涂装废水依次进入调节池、混凝反应沉淀池、絮凝气浮装置、中和反应池、集水池、羟基溶液发生系统、过滤吸附器、清水回用池，完成对废水的初级处理和深度处理过程。本发明设计的涂装废水一体化处理设备，处理彻底、无二次污染、周期短，并且出水水质满足废水回用和达标排放标准，有望用于涂装废水的工业化处理。