本发明公开了一种脱硫废水深度处理方法，包括如下步骤：将原废水提升至一级混凝池，投加氢氧化钠和碳酸钠，反应后获得污泥a和废水a；将废水a升至二级混凝池，投加氢氧化钠，反应后获得污泥b和废水b；对废水b进行微滤，得到废水c和污泥c；通过压滤机对污泥c进行压滤，得到泥饼和废水c’；同时将废水c通入离子交换系统，得到硬度和结垢性离子含量减少的废水d；废水d通入OCRO系统渗透得到清水a和污泥d；将污泥d通过结晶蒸发系统获得清水a’和残渣a；清水a和清水a’进入回用水池后混合得到清水。离子交换系统对废水c中的硬度和结垢性离子进行去除，使废水d能够达到基本无结垢性离子的要求，可延长OCRO系统的使用寿命。