本发明公开了一种再生水补给的水环境化学平衡处理方法，包括：向再生水补给的水环境中接种微生物和微藻，对水环境中的水体进行净化；净化后水体进行藻水分离，获取浓缩藻液；藻液进入裂解液化装置，获取高碳氮比液化产物；对液化产物进行除磷，除磷后的滤液回流至水环境中。该方法将菌藻耦合技术应用在再生水补给的水环境中，向再生水补给的水环境中接种微生物和微藻，对水环境中的水体进行净化；净化后水体经过滤装置获得浓缩藻液，滤液回流至水环境中；藻液输入裂解液化装置，获得高碳氮比液化产物；将液化产物泵入除磷装置进行除磷，除磷后产生的滤液回流至水环境中，作为水环境缺氧区域微生物的碳源，解决再生水中有机物含量低的问题。