本发明提供了一种复合型垃圾渗滤液处理系统，包括依次管路连通的集液池、精滤塔、电解池、三维电极池、水力空化池和生物树脂池；电解池中填充有铁碳混合填料层，电解池设置有进水口和出水口，电解池的进水口和出水口分别位于所述铁碳混合填料层的异侧；三维电极池包括石墨烯海绵、阳极和阴极，石墨烯海绵填充在三维电极池中，阳极和阴极保持一定距离插入石墨烯海绵中，阳极和阴极电连接有直流电源；水力空化池中设置有空气曝气装置和超声波发生器；生物树脂池设置有磁性阴离子交换树脂填料层。本发明的复合型垃圾渗滤液处理系统能够净化垃圾渗滤液，降解垃圾渗滤液中的有机物、硝酸盐，实现对垃圾渗滤液的同步深度脱氮和除碳。