一种耦合了光催化内循环的MBR一体式废水处理装置，主要包括光催化装置及膜分离装置，光催化装置采用紫外灯配合双氧水进行光催化氧化；膜分离装置分成两组，一组作为常规MBR工艺中泥水分离的产水膜组件，另外一组是作为光催化内循环作用进水的膜组件。两组膜分离组件通过不同的产水泵独立控制，产水量及光催化循环处理量可根据进水条件及装置处理效率各自调控。本一体式装置适合于处理难降解类工业废水，光催化和反应器内的生物降解协同作用，对废水进行净化处理。该工艺运行管理方便，可调控性强，耐冲击负荷，运行费用低。