本发明涉及一种直饮水的净化处理工艺，首先采用以臭氧和活性炭处理为预处理，然后进一步采取反渗透和电渗析相组合的深度处理，最后采用循环消毒方式进行消毒处理。本发明还涉及一种实现上述直饮水的净化处理工艺的处理系统，由预处理系统、深度处理系统、和循环消毒系统组成。本发明是臭氧－活性炭处理、反渗透－电渗析－组合消毒处理和循环消毒处理系统的集成技术，不仅解决了城市管网自来水无法直接饮用的问题，能够以较低的处理成本，获取无污染、有益健康、口感优美、水质稳定的直饮水，同时还能够满足人民大众的饮水需求，提高生活品质。