本发明属于废旧资源利用和环保领域，涉及一种从稀土废水中回收硫酸铵和稀土废水的处理系统及其处理方法。该处理系统包括过滤装置、纳滤或反渗透过滤分离浓缩硫酸铵溶液回收装置和膜透析液催化电解脱氨氮装置；过滤装置包括硫酸铵稀土废水调节池、提升泵、过滤器、滤液储存池和滤渣收集池；纳滤或反渗透过滤分离浓缩硫酸铵溶液回收装置包括高压泵、膜组件、浓缩液储罐和透析液储罐；膜透析液催化电解脱氨氮装置包括电解机、脱气塔和催化剂投加装置。本发明提供的处理系统能够高效回收稀土废水中的硫酸铵和稀土且高效去除稀土废水中的氨氮和总磷，处理后氨氮≤1.0mg/L，总氮≤1.5mg/L，总磷≤0.1mg/L，其他污染物指标符合排放标准。