本发明公开了一种高效的双体系串联净化染料废水的方法，首先选取油菜秸秆为原材料，通过微波处理后利用吸附作用初步净化较高初始浓度的染料废水；然后将产生的低浓度染料废水加入到基于自然生物膜的光生物反应器进行深度处理。本发明的有益之处在于：①微波活化油菜秸秆制作的高效生物吸附剂，将农业副产物资源化利用，降低了因其不当利用而带来环境风险的可能；②首次利用自然生物膜制作光生物反应器对染料废水进行连续的深度净化，并优化了自然生物膜培养条件，为利用自然生物膜处置低浓度染料废水提供了实例；③环境友好，染料废水的深度处理效果突出,去除率高于99.9%。