本发明属于环保领域，公开了一种深度处理垃圾渗滤液的方法，包括如下步骤：经过预处理的垃圾渗滤液采用高效厌氧系统去除渗滤液中的氨氮；其出水进入到厌氧池，进一步发生厌氧发酵作用；然后出水进入到好氧池，同时通入臭氧和纯氧，并曝气，氧化处理后的出水进入第二个好氧池，在好氧池中投加高比表面积的填料便于微生物附着生长，并通入纯氧进一步氧化处理；再将出水经过膜处理系统，去除重金属离子和盐类，其中出水若达标则回用；出水若不达标则与膜处理留下的浓水一同经过化学软化反应，再将出水经过膜处理系统以降低浓水的硬度。本发明大大缩短污水在厌氧池和好氧池的停留时间，提高运行效率，使污水处理量增大，降低了成本。