本发明属于饮用水、污水处理技术领域，具体涉及一种去除水中微量污染物的光催化复合膜生物反应器的水处理方法及设备。本工艺主要由曝气池和其他附属装置组成。含有微量污染物的污水进入曝气池。池内中央垂直布置负载有二氧化钛催化剂的紫外灯管，灯管外层依次包围着膜组件和附着有硝化菌为主体的生物膜载体。污水首先经由紫外光催化，去除一部分微量污染物，生物膜与含氨氮废水发生硝化反应去除氨态氮，并在硝化过程中与微量污染物发生共代谢作用，进一步去除该类污染物。本工艺可以在低浓度有机碳源条件下，对各类微量污染物都具有稳定和高效的去除效果。