本实用新型公开了一种再生水中痕量小分子有机物的去除系统，包括再生水储水池、加药装置、紫外氧化装置和产水池；再生水储水池和紫外氧化装置之间的连接管道与加药装置的加药管道连通；紫外氧化装置中的产水进入产水池中，产水池上还连有TOC检测回路。本实用新型再生水中痕量小分子有机物去除系统设置加药装置和紫外氧化装置，往再生水中添加氧化剂，在紫外光催化下，氧化剂产生强氧化力的自由基氧化还原尿素，从而实现再生水中痕量尿素的有效去除，实现再生水回用于电子超纯水的制备；并且本实用新型还通过在产水池上设置TOC检测回路，实现有效检测水体中低浓度(10～30ppb)的尿素。