本发明属于废水处理领域，公开了一种同步脱除废水COD和硬度的处理方法。该处理方法包含以下具体步骤：往废水中投加亚铁盐和过氧化氢，加酸控制pH为3～4进行反应；加入氢氧化钙使pH大于10，再加入碳酸钠搅拌，得到脱除COD和硬度的水。本发明通过Fenton法去除废水中COD，采用沉淀法去除硬度，利用沉淀法对COD脱除的吸附协同作用，使COD的脱除率大于常规Fenton氧化的脱除效率，高达86%，硬度的去除率高达96%。