本发明涉及一种咖啡因生产废水的处理系统，包括：茶钠母液储罐、甲化残液储罐、一次氯提废液储罐、水洗母液储罐；与所述一次氯提废液储罐连通的脱氯塔；低温蒸发器，所述茶钠母液储罐、甲化残液储罐、水洗母液储罐和脱氯塔的出水合并后经过管路，与所述低温蒸发器的原液进口连通；焚烧炉，与所述低温蒸发器的完成液出口连通；所述焚烧炉内部设置有热交换管路，用于将进入所述低温蒸发器的蒸汽进行加热；生化处理单元。本申请提供的咖啡因生产废水的处理系统，能耗低，同时焚烧炉中焚烧后的残渣含有较高比例的无机盐，可以作为工业盐的原料。