本发明公开了一种烧结脱硫废水脱盐资源化处理方法，包括烧结脱硫废水进入一级反应池调碱，去除废水中的镁离子，降低废水硬度，然后进入二级反应池，去除废水中的钙离子，进一步降低废水硬度，反应池溢流清液进入沉淀池，进行絮凝沉淀，去除废水中多余的重金属和氟离子，沉淀池底部沉淀物进入板框压滤机进行脱水，回收污泥。沉淀池上清液进入蒸发系统进行蒸发结晶，蒸发系统采用烟道锅炉回收的热量进行再利用，回收资源化无机盐，蒸发系统产生的冷凝液依次通过厌氧池和好氧池，除去冷凝液中少量有机物，最后通过MBR膜达到中水回用的目的。本发明工艺路线简单，节能减排，整套工艺通过高程度的自动化，可实现无人值守。