本发明公开了一种高盐高COD废水的膜法集成处理方法，将高盐高COD废水经过预处理，之后送入优先透有机物膜分离系统，以优先透有机物膜为分离载体，以膜上下游两侧的压力差为推动力，利用有机组分透过膜的速率快于水分子，从而在膜渗透侧富集得到不含盐的高COD值废水，膜渗余侧的废水COD值降低；工业循环水对膜组件进行反冲洗，除去在膜表面结晶的盐，反冲洗水和膜渗余侧的废水进入反渗透系统，得到反渗透淡水和反渗透浓水；反渗透浓水可直接送入蒸发系统得到固体盐和蒸发清夜。本发明技术一方面可以达到高效治理高盐高COD废水的目的；另一方面，又能达到最小化投资和运行费用的目的。