本发明公开了水处理方法及电化学反应系统，属于水处理技术领域，通过将水电解产生的氢气中至少部分转化为便于储存的物质，以解决氢气的储存和运输难度大的技术问题。该方法包括：将电化学反应器设置为AEM电解及加氢一体化装置，所述电化学反应器具有由AEM膜分隔的第一槽室和第二槽室，第一电极和第二电极分别电源两极相连；当电化学反应器设置为AEM电解及加氢一体化装置后，所述第一槽室中设有加氢催化剂，第一电极为阴极，第二电极为阳极，电源用于输出电能；将由原水预处理得到的第一电解质溶液和第二电解质溶液分别通入所述第一槽室中和所述第二槽室中；在第一槽室中；将第一槽室中的第一电解质溶液和富余的H2通入加氢脱氢可逆反应器中。