本发明提供了一种循环冷却水零排污处理系统及方法。本发明处理系统包括与循环水系统相连的过滤单元和旁滤反洗水降浊单元，旁滤反洗水降浊单元依次与高效降浊单元、分盐单元相连，其中分盐单元连接与产水储罐和浓水储罐连接，其中浓水储罐与除硬单元和冷冻结晶单元相连，产水储罐的三个出口分别与电解单元、蒸发结晶单元、双极膜单元相连。本发明处理方法通过对循环水系统的旁滤反洗水进行降浊、除硬、分质浓缩、蒸发结晶等工艺，通过污泥夹带、钙镁无机盐、蒸发结晶等多种途径将盐份排出系统，同时各工艺产生的废液及母液均返回系统，最终实现循环冷却水零排污水，此外采用双极膜、电解技术，实现系统内资源再利用，减少外加药剂量，运行成本低。