本发明公开了一种聚乙烯醇废水的处理系统及方法，属废水处理领域，系统包括：依次连接的预处理单元、生化处理单元和深度处理单元，预处理单元设有进水口，深度处理单元设有出水口；其中，预处理单元包括：依次连接的格栅渠、集水池、调节池和中和池；生化处理单元包括：依次连接的水解酸化池、MBBR池和二沉池；深度处理单元包括：依次连接的曝气生物滤池、机械加速澄清池、砂滤池和消毒水池。该系统能实现对PVA生产废水进行特定方式的预处理?生化处理?深度处理的综合处理，实现了难降解有机污染物的降解，减少了药剂和能源的消耗，节省了运行费用，处理后废水满足回用要求。