本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种汽车喷漆处理过程中水帘喷房循环废水处理回用系统及回用方法。本发明针对汽车制造厂汽车喷漆处理过程中的水帘喷房循环排放废水，提出一种优化的深度处理回用系统及回用方法，经过混凝沉淀处理，废水中有毒有害物质及有机污染物已大幅削减，后续处理工艺采用蒸发浓缩处理与三级高级氧化装置处理，能够极大程度去除水体中的难降解有机物，再经超滤装置、反渗透装置、杀菌和恒压供水装置后回用。本发明处理后的回用水可用于水帘喷房捕捉漆雾系统循环利用，大大节约了用水量，最大限度减少工业废水的排放量。