一种膜分离与臭氧紫外线联用的饮用水消毒灭菌系统，其特征是：由预处理、膜分离装置、水箱、臭氧发生器、气水混合泵、灌装泵、臭氧/紫外线联用发生器系统及其水路、电路、气路构成。根据纯净水、矿泉水等不同水种饮用水的水质特征，采用合适精度的膜分离，在净化水质的同时减少有机物、微生物、溴化物等影响溴酸盐生成的前体物；采用连续投加、分段反应，减少剩余臭氧浓度，缩短接触反应时间，降低溴酸盐生成量；应用臭氧/紫外线联用高级氧化技术，高效杀灭微生物、还原去除溴酸盐；消除了高浓度臭氧溢出对人员、设备、环境造成的危害，无新的添加物和毒副产物，降低设备改造及运行成本。