本发明属石化行业化工废水处理领域，特别涉及一种丙烯腈废水的高效处理组合工艺，包括：（1）丙烯腈生产废水进入催化氧化塔进行催化过氧化氢氧化处理；（2）催化氧化塔出水与厂区生活污水充分混合后进入生化处理系统；生化处理系统依次包括厌氧水解池、缺氧池及MBR池；（3）生化处理系统出水采用膜分离技术进行处理；浓缩液部分回流；丙烯腈生产废水为丙烯腈装置污水经四效蒸发及汽提后产生的废水；温度为50～80℃；在催化氧化塔内的水力停留时间为30～120min。本发明可降低对生化处理系统微生物的毒害抑制作用，提高废水的可生化性，降低催化氧化塔的处理负荷及处理成本，保证脱氮效果，延长膜的使用寿命。