本实用新型涉及一种低温蒸发耦合紫外氧化高浓度有机废水处理系统，其结构特点在于：包括，热泵，水膜蒸发器单元，紫外协同双氧水高级氧化反应器和换热器，热泵左侧通过换热器与水膜蒸发器单元左侧连接，热泵右侧通过换热器与水膜蒸发器单元右侧连接，水膜蒸发器单元右侧通过管路连接紫外协同双氧水高级氧化反应器，所述紫外协同双氧水高级氧化反应器，为卧式管状反应器，内置环形排布紫外灯管，所述水膜蒸发器单元，风机、蒸发器、冷凝器连接形成循环回路，且蒸发器和冷凝器内设有水帘填料，将水膜蒸发器单元与紫外协同双氧水高级氧化反应器耦合，对冷却水中残留的有机物进行无选择性氧化降解，冷却水经过处理后可以回收再利用，节省能源。