一种MDI生产过程中产生的废盐水的深度处理方法，包括以下步骤：(1)将MDI生产过程中产生的苯胺和二苯基甲烷二胺总量不超过10ppm的废盐水和化学氧化剂输送至氧化反应器中，并通入空气进行曝气；(2)经步骤(1)处理后的废盐水送至吸附塔进行吸附。本发明还可包括超声波深度氧化处理的步骤。本发明所述方法可将MDI废盐水中的胺类有机物脱除干净，处理后的盐水的TOC小于10ppm，TN小于3ppm。此外，处理后的废盐水可用作氯碱离子膜烧碱生产原料，生成氯气、烧碱、盐酸以及氢气等MDI生产需要的基础化工原料，使MDI生产废盐水中的氯化钠、水等资源得到再生，实现了MDI产业链内物料的循环利用。