本发明涉及工业废水处理工艺领域。本发明的基于多级逆流倒极电渗析器的煤化工含盐废水处理方法，包括以下步骤：1)将煤化工含盐废水使用臭氧催化氧化处理；2)将步骤1)臭氧催化氧化后的废水依次经多介质过滤和膜过滤处理；3)将步骤2)膜过滤出水经多级逆流倒极电渗析器处理，实现煤化工含盐废水的深度处理与脱盐回用；其中，所述多级逆流倒极电渗析器包括：电渗析膜堆单元、频繁倒极控制单元和在线监测与过程控制单元。本发明具有淡水回收率高、浓水排放量低、运行成本低、系统运行稳定等优点，可避免常规技术存在淡水回收率低、浓缩倍数低、处理成本高、膜污染严重和系统运行不稳定等问题。