本发明涉及一种光催化与好氧生物结合的双重内循环水处理器，包括反应筒、在反应筒的轴向位置自上而下设置有三相分离器和气提筒，在反应筒的顶部设置有出气管与所述的三相分离器相连，在反应筒上部的筒壁上设置有出水口，在反应筒的底部设置有进水管与气提筒的底端相对，在气提筒底部环绕设置有曝气盘，曝气盘上具有供污水下流的微孔，所述曝气盘将反应筒分成沉降区和回流区两个部分；在气提筒内设置有紫外光光源和二氧化钛的轻质颗粒；在反应筒的沉降区填充有好氧活性污泥。本发明还涉及一种利用上述水处理器处理污水的方法。本发明采用了光催化技术和双重内循环的结构，不仅提高的水处理效果，又达到了节约资源，降低维护和保养成本的目的。