本发明公开了一种利用压缩空气和热泵处理电厂含盐废水的多效蒸发结晶系统及方法。从燃气电厂空分装置引出压缩空气辅助雾化电厂含盐废水，辅助雾化后的空气(废气)作为热泵热源经风机送至热泵蒸发器，废气被冷却除湿，回收废热，空气中水蒸气在蒸发器冷凝后的冷凝水定期排放；电厂预处理废水首先流进热泵冷凝器与制冷剂蒸汽换热预热；预热后的废水与经蒸发器冷却除湿后的废气在浓缩室进行接触式传质浓缩，浓缩后的较高浓度的废水流进多级闪蒸装置进行闪蒸。闪蒸过程产生的淡化水汇集至集水槽，闪蒸装置中的循环废水流进喷雾室进一步被压缩空气辅助雾化浓缩，含盐废水在喷雾室蒸发至完全结晶，生成的结晶盐堆积喷雾室底部出料口并由刮板定期清除。该系统充分利用了废热，实现了能源梯级利用，实现电厂废水零排放。