本发明提供一种零价铁与TiO₂光催化耦合的类芬顿光催化反应体系的方法，该方法步骤：配制1L浓度为10mg/L-100mg/L的模拟染料废水置于玻璃容器中，向该模拟染料废水中加入0.1g-2g Fe⁰，用浓度为1mol/L的HCl溶液调节所述模拟染料废水的pH=3，然后向所述染料废水中投加1g/L的TiO₂催化剂，开启λ=254nm的紫外灯，将盛有模拟染料废水的玻璃容器置于所述紫外灯下，开启曝气泵，采用玻璃容器底部曝气方式驱动混合反应体系中的HCl溶液、TiO₂催化剂和模拟染料废水，反应结束后，关闭紫外灯和曝气泵，往反应体系中加入2-10ml浓度为1mol/L的NaOH溶液，静置沉淀30-60min。本发明的效果是可降低反应体系中35%-50%的色度和浊度，出水水质可达到（GB18918-2002）一级A标准的要求。