本发明涉及用于膜臭氧催化反应器中膜组件失活催化层的再生方法，首先通入空气，加热焙烧除去残留在膜组件中有机污染物；然后采用硝酸与盐酸的混合液热溶解5～20min，去除附着在膜催化层上的金属氧化物；再将5%～30%的改性Mn-Si-Ti催化剂悬浊液雾化后，负压抽吸，使其进入膜支撑体中，负载其孔内表面；最后通过喷淋冲洗去除吸附在膜分离层表面的改性Mn-Si-Ti催化剂，并将膜组件的外表面浸入15%～25%的改性Ni-Co催化剂悬浊液5～10min后，将得到的样品再80～150℃干燥以便获得再生的催化膜组件。利用本发明的失活催化剂的再生方法，能够有效地使失活催化剂再生，延长使用寿命，降低运行成本。