本发明公开了皮革废水处理系统，它包括污泥浓缩池、污泥脱水机和通过管道依次连接的粗格栅、细格栅、沉砂池、曝气调节池、混凝沉淀池、气浮池、水解酸化池、生物选择池、A/O脱氮池、二沉池和砂滤池，沉砂池、混凝沉淀池、气浮池、水解酸化池和A/O脱氮池的污泥出口通过管道连接污泥浓缩池；还公开了采用皮革废水处理系统的处理工艺。本发明的有益效果是：使皮革废水中氨氮向硝酸盐转化，同时促进微生物对水中营养物质的利用，实现皮革废水中氨氮和COD的高效削减；且本发明净化废水的能力强、效率高、占地面积少，使经过处理的废水达到回用水的水质标准而可加以回用，实现了处理后出水的循环利用，减少水资源的浪费。