本发明属一种化工废水处理技术领域，具体涉及一种白炭黑废水处理工艺。白炭黑生产废水经过预处理，使处理后的废水水质达到进入膜处理系统的水质要求，再通过膜过滤，在膜的一侧将废水中的硫酸钠富集至含量≥10%，另一侧出水达到回用水指标，返回生产系统回用。浓水经过冷冻结晶分离出芒硝和结晶母液进行分离得到芒硝，结晶母液返回膜浓缩系统，芒硝经过加热脱水的得到含量≥98%元明粉外卖；或将硫酸钠含量≥10%浓水直接利用蒸发器，蒸发结晶分离得到元明粉。通过较低的能耗实现水资源的循环利用和化工原料的回收。经过两种工艺的配合使用，处理单吨废水的能耗大大降低，整个处理系统水回收率≥92%；产品元明粉：硫酸钠含量≥98%。