本发明涉及一种PTA氧化尾气洗涤塔排出液中碳酸钠与溴化钠的分离方法,其包括以下步骤：洗涤塔排出液在脱碳酸氢钠塔内,通过蒸汽加热或者添加氢氧化钠的方式调整洗涤塔排出液的PH值为11.0-12.0,得到脱碳后的洗涤塔排出液；将脱碳后的洗涤塔排出液输送至超滤装置去除悬浮颗粒物,得到超滤产水和超滤浓水,超滤浓水外排；超滤产水输送至两级纳滤装置以及两级RO反渗透装置,其中,Ⅰ级纳滤浓水为含碳酸钠溶液,Ⅰ级RO反渗透浓水即为富含溴化钠的溶液。本发明涉及一种PTA氧化尾气洗涤塔排出液中碳酸钠与溴化钠的分离系统。本发明的方法和系统可以将PTA氧化尾气洗涤塔排出液中的碳酸氢钠转化为碳酸钠并与溴化钠分离。