本实用新型涉及一种循环水海砂淡化处理系统，该系统包括多级化学强化海砂淡化系统、循环水处理系统和氯气吸收回用系统；多级化学强化海砂淡化系统包括振动筛、一级螺旋洗砂机、加热输送带、二级螺旋洗砂机、二级微絮凝超滤装置、混合器和臭氧发生器；循环水处理系统包括一级微絮凝超滤装置和反渗透装置；氯气吸收回用系统包括气体抽吸装置和氯气吸收装置。本实用新型对海砂分别进行一级化学清洗和二级纯水清洗，成品砂氯离子含量低于0.001％，满足住建部对建筑用砂的需求，并且能够实现洗砂废水的回用，降低洗砂成本并减少废水污染，还能够实现化学洗海砂过程中产生的氯气的回收和资源化回用，从而降低海砂淡化过程中安全和环境风险且实现废气的合理利用。