本发明公开了一种合成橡胶废水处理系统，包括PLC系统，调节池、中和池、气浮池、生物接触氧化池、负载芬顿氧化池、好氧MBR池、臭氧催化氧化塔和折点加氯脱氮池，污泥处理系统包括污泥储池、污泥浓缩池和板框压滤机；所述折点加氯脱氮池的排水口B经过水泵B连接至一流动碳滤塔，流动碳滤塔进一步处理未达标废水中的有机物和氨氮，废水达到排放标准后排放。本发明处理系统可有效的去除水中难降解有机物及高含量的氨氮，负载型芬顿作用，可提高废水的可生化性，保证生化处理的效果；后期的臭氧催化氧化可进一步去除水中生化作用难以去除的有机物；流动碳滤塔可保证废水达标排放，处理后废水CODCr小于60mg/L。