本发明公开一种新型中水深度处理及回用系统，包括有依次相连的用于对污水中长链和环状有机物强氧化为短链可生化有机物的第一臭氧接触池、提升池、用于去除水中COD、BOD和NH₃-N的生物滤池、清水池、用于对水质进行消毒灭菌的第二臭氧接触池、翻板滤池、用于过滤截流水中大分子、离子、SS等杂质的超滤系统和反渗透系统以及分别与超滤系统和反渗透系统相连的废水集水池，藉此，通过上述处理工艺，去除污水中的固体杂质、溶解性有机物、高低价分子、离子等，以均匀水质，并进行消毒处理，提高出水水质，达到自来水的水质标准，从而，可以作为制备超纯水的水资源。